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智能假肢幫您實現(xiàn)失而復得的夢想？
發(fā)表時間：2016-11-24
發(fā)生重大變故，失去自己本有的身體，假肢讓你重拾健全的信心。在共同開發(fā)了試驗性假肢系統(tǒng)，可以讓自己重新獲得失去的感覺。對于發(fā)生過重大事故失去身體一部分的人，在使用我們團隊開發(fā)的肌電假肢，而真正控制他“右手”的是右臂上肌肉的伸縮。從傳統(tǒng)意義上來說，普通假肢對截肢患者的裝飾意義大于實用意義，在這項測試中，用傳統(tǒng)假肢拿取的櫻桃確實非常容易被擠爆。
眾所周知，現(xiàn)在市售的假肢戴上后只能完成一些不需要精確度的工作，如支撐身體平衡。如果為假肢加入觸覺系統(tǒng)，截肢患者在控制肢體方面的自信就會大大增強，利用假肢，他們就能完車生活中一些較為簡單的任務。希望假肢能在人際交往間發(fā)揮更大的作用。觸覺在建立人與人之間感情方面有很大的作用，少了這一能力，人們會感覺很失落。當我們詢問許多截肢患者時，他們均表示希望能用假肢握住自己愛人的手、感受到對方手心的溫度。未來，我們的技術(shù)將幫他們完成這一夢想。
假肢在解決人類與機械的融合問題上，我已經(jīng)努力了幾十年。在生物醫(yī)學工程和神經(jīng)工程方面的豐富經(jīng)驗也讓我一直在思考一個看似簡單的問題：怎樣才能讓電子電路與神經(jīng)系統(tǒng)無障礙交流呢?如果我們找到了解決辦法，又如何將這些感覺信號傳輸給截肢患者呢?此外，除了解放截肢患者，這項技術(shù)還能在哪些方面提高普通人的生活質(zhì)量呢?
在過去的幾十年中，在該領(lǐng)域有了非常大的突破，包括能植入人類大腦和身體的硬件，與能理解和模擬自然神經(jīng)編碼。在這些編碼里，神經(jīng)系統(tǒng)中的電子脈沖可以在腦細胞和遍布全身的神經(jīng)元中傳遞信息。這些信號成了身體的驅(qū)動器，它們產(chǎn)生的反饋就變成了截肢患者的感覺。此外，信號還可以控制肢體的位置和肌肉力量等。
將電荷植入肌肉或神經(jīng)附近后，我們就可以通過發(fā)送信號控制電荷來指揮肌肉收縮了。近，我們則在關(guān)注如何理解并修復患者的敏感度系統(tǒng)。在假肢觸覺感知接口方面，我們主要致力于連接斷肢和大腦。不過其過程非常之艱難，因為在刺激方面我們要力求精確，而且還不能損壞或改變相關(guān)神經(jīng)。要想完全成功，恐怕還需一段時日。
要打造植入界面就稍微簡單些，因為我們的可選方式很多。對人體傷害小的就是將電荷植入神經(jīng)附近的肌肉。該方法在醫(yī)學界已經(jīng)開始了廣泛使用，假肢對脊椎損傷、中風和其他形式的神經(jīng)損傷都有一定的療效。此種方法下，人體對電荷的排異反應小，而且電荷的更換也非常簡單。不過在執(zhí)行任務時它需要的電量稍大，有時刺激效果不好。
除了將電荷植入肌肉，我們還可以將其放入神經(jīng)和目標軸突附近，而這里是神經(jīng)元處理電子脈沖的核心區(qū)域，這就意味著完成刺激任務需要的電量很小，可以有選擇性的刺激某些軸突。不過假肢也有副作用，那就是身體會對電荷產(chǎn)生較強的排異反應，有時會直接將它們排出神經(jīng)外。
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