IT之家2月25日消息，瑞士聯(lián)邦蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新型特殊義肢，能夠讓截肢者在行走時(shí)更好地感知地面。這項(xiàng)技術(shù)突破的關(guān)鍵在于一種新的信號(hào)傳輸方式，它可以讓義肢底部的傳感器更自然地與大腦進(jìn)行交流。
IT之家注意到，這項(xiàng)研究成果于上周二發(fā)表在《自然通訊》期刊上。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Stanisa Raspopovic在接受Keystone-SDA新聞社采訪時(shí)表示：“這種義肢讓截肢者感覺(jué)它更像身體的一部分。”
研究人員在測(cè)試這種新信號(hào)傳輸方式的三名患者身上觀察到，他們能夠更快、更安全地行走。Raspopovic說(shuō)道：“更好的機(jī)動(dòng)性最終也有益于健康。”據(jù)研究人員稱，測(cè)試對(duì)象在行走過(guò)程中還能集中注意力做其他事情，例如，他們?cè)谂罉翘莶⒌贡硢卧~時(shí)出錯(cuò)率更低。
連接神經(jīng)系統(tǒng)的義肢技術(shù)已經(jīng)存在多年，但Raspopovic指出，此類舊技術(shù)會(huì)給患者帶來(lái)令人不快的刺激，例如皮膚上煩人的刺痛感，這是因?yàn)樵缙诘纳窠?jīng)系統(tǒng)義肢信號(hào)傳輸方式所致，“它們發(fā)送的是持續(xù)的電脈沖，這并不是我們神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式。”
Raspopovic的研究團(tuán)隊(duì)正是瞄準(zhǔn)了這一問(wèn)題。他們采用了所謂的仿生刺激技術(shù)，即模仿自然界的方式發(fā)送信號(hào)。“可以說(shuō)，我們學(xué)會(huì)了神經(jīng)系統(tǒng)的‘語(yǔ)言’，”Raspopovic解釋道。
為此，博士生Natalija Katic開發(fā)了一個(gè)名為FootSim的計(jì)算機(jī)模型。該模型基于記錄足底特殊感覺(jué)細(xì)胞活動(dòng)的數(shù)據(jù)，可以精確模擬足底感覺(jué)細(xì)胞在行走或跑步過(guò)程中的行為。
為了測(cè)試模型模擬足底信號(hào)的準(zhǔn)確性，研究人員首先在貓的腿部神經(jīng)和脊髓植入了電極。當(dāng)他們從下方施加壓力于貓的爪墊以模擬貓步行的自然神經(jīng)活動(dòng)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)脊髓中記錄到的活動(dòng)模式與研究人員用仿生信號(hào)刺激腿部神經(jīng)后脊髓中出現(xiàn)的模式非常相似。
相比之下，傳統(tǒng)的僵硬刺激會(huì)在貓的脊髓中產(chǎn)生明顯不同的模式。Raspopovic認(rèn)為，這表明仿生刺激優(yōu)于傳統(tǒng)刺激。
Raspopovic表示，受自然啟發(fā)的信號(hào)比其他方式更有效，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備也具有重要意義，例如脊柱植入物或腦刺激電極。
