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“属于自己”的手和手臂义肢

日期: 2016-02-02
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“属于自己”的手和手臂义肢

在神经义肢术领域内,科学家们正更加接近于模仿直觉控制、运动自由度以及人的自然肢体理所当然有的触觉。

Dustin Tyler和同事提出了第一个长期的证据,即某手神经义肢的皮肤下连线及神经电极可在两名成年截肢男性的实际使用后持续发挥功能。这两人都动了手术,在手术中有3根电极被植入到他们剩余神经的周围并与一个手义肢相连。手术后,受助人能够在没有问题的情况下从事日常工作(包括诸如劈柴等用力的户外活动)达一年以上,从而展现了义肢界面长时间的耐用性。

此外,研究人员还研发了一种改善义肢手中感官知觉的方法,他们在这两位试验参与者每月前来实验室时对该方法进行了测试。对病人来说,改善触觉似乎是感觉义肢手是身体自然延伸的关键部分。

在这些实验室的试验中,该研究团队将参与者与一个可通过义肢手发送电脉冲的机器进行连接。与大多数的电刺激方法不同,Tyler和同事用不同强度的电刺激来激发具有不同模式的不同神经元。(这种模式化的方法最类似于当触摸某个桌子或抓住门把手时在正常手中所发生的情况。)在刺激之后,病人报告说,其感觉像是他们用其自己的手在抓握物体,而不是感觉像是他们在用某外部工具。

在另外一项聚焦于重建自然肢体运动自由的研究中,Max Ortiz-Catalan和同事显示,在一个手臂在肘部以上被截肢的成年男性中,其实体性锚定于剩余组织的骨头、神经和肌肉的人造前臂具有像真的手臂一样的功能与感觉。该手臂通过一个作用类似于铰链的薄金属杆与肢体残端偶联。该患者用这一骨整合手臂来从事日常生活及工作活动,在一年中病人有时甚至会戴着它睡觉而没有出现问题。

这种方法似乎比用于传统插槽式义肢--在这种义肢中人工肢体“适配”于截肢者肢体残端的插槽内--的表面(皮肤)电极的功能更好;传统插槽式义肢局限于最接近皮肤表面的肌肉,并会因诸如冷或热等环境情况而功能受到破坏。骨整合电极在皮肤下交织以获取不断的感觉反馈来帮助刺激神经及更好地控制义肢。

这一研究的结果为植入电极是一种控制义肢的更精确、可靠的方法且应用它们的装置可长时间持续发挥功能提供了证据。

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