克勞迪婭?米歇爾安裝的仿生手臂能夠受思維支配。
中國日報網(wǎng)環(huán)球在線消息：對傷殘人士來說，老式假肢在很大程度上只是擺設(shè)，而沒有實際功能。但仿生手臂卻可以讓患者通過思維控制其運動，而且還能重新享受到久違的觸摸感覺?？茖W(xué)家相信，像真手臂一樣靈活、美觀的仿生肢體的誕生已經(jīng)為時不遠。
***最新進展：用胸部“觸摸”物體
據(jù)英國《衛(wèi)報》11月27日報道，60歲的杰西?蘇利文和27歲的美國退伍女兵克勞迪婭?米歇爾分別是世界上第一個新型仿生手臂的男性和女性。不久前，美國最好的康復(fù)醫(yī)院芝加哥康復(fù)學(xué)院在他們的仿生手臂中增加了壓力傳感器，它能夠把接觸信號傳遞到胸部皮膚下的感應(yīng)接收器，并產(chǎn)生微弱的麻刺感，這樣患者就相當(dāng)于用胸部來觸摸物體了。
這一成果是該學(xué)院的神經(jīng)工程仿生醫(yī)學(xué)中心主任托德?庫肯博士在“神經(jīng)定向再分布”（targeted reinnervation，TR）技術(shù)研究中取得的最新突破。通過信號對胸部不同區(qū)域的刺激，傷殘者能感覺到來自手腕、手掌和手背的不同觸覺，盡管他使用的只是一支不銹鋼機械手臂。
參與研究的神經(jīng)生理學(xué)家保羅?馬拉斯科說：“現(xiàn)在的假肢不能傳遞任何感覺信號，因此傷殘者在拿東西時必須用眼看而不是靠感覺。現(xiàn)在我們則能通過正常的神經(jīng)通道將觸覺反饋給大腦?！?/p>
當(dāng)然，由于胸部皮膚本身就有觸覺神經(jīng)細胞，它們發(fā)出的信號有時會和來自仿生手臂的刺激混在一起，甚至將后者掩蓋。發(fā)表在美國《國家科學(xué)研究院學(xué)報》上的研究報告指出，只要增大手臂的接觸壓力，蘇利文和米歇爾都能將其與胸部本身觸感分別開來。除了壓力，他們甚至還能分辨冷熱溫度，重溫疼痛的感覺。
更加靈活的第二代仿生手臂
***突破技術(shù)：用大腦支配假肢
最新的“人造觸覺”技術(shù)將仿生手臂的研制又向前推進了一大步。在今年2月，庫肯博士在《柳葉刀》雜志上公布了仿生技術(shù)取得的突破性進展——用大腦操縱機械手臂。庫肯早在20年前就產(chǎn)生用殘肢末端的神經(jīng)來控制假肢的想法，但他面臨的難題是神經(jīng)信號過于微弱。經(jīng)過多年研究，他終于發(fā)明了“神經(jīng)定向再分布”技術(shù)。
通過外科手術(shù)，患者斷臂殘端處的神經(jīng)被連接到胸部肌肉群上，這樣肌肉群就能接收并放大從大腦發(fā)出的電子脈沖，然后再傳遞給仿生手臂上的傳感器，以此支配其運動。在這里，胸肌起到了信號“中轉(zhuǎn)站”和“放大器”的作用。
經(jīng)過訓(xùn)練，因車禍?zhǔn)ヒ恢Ц觳驳拿仔獱栆呀?jīng)能熟練通過“動腦子”操縱假肢，現(xiàn)在她能用它切牛排和扒香蕉皮。因觸電而失去雙臂的蘇利文如今也能運用一條仿生手臂彎曲手肘或握緊拳頭，他還在嘗試開車這樣的高難度動作。蘇利文說：“仿生臂給我?guī)砹嗽S多希望。過去我是一個喜歡獨立的人，從不乞求別人幫助。我自己能做到的事情，我一定會自己做?！?/p>
新聞發(fā)布會上，蘇利文和米歇爾在展示他們的仿生手臂。
***終極目標(biāo)：讓仿生手臂像真的
仿生研究得到了美國國防高級研究項目管理局在內(nèi)的多家機構(gòu)的資助。研究者希望將肌電的傳感技術(shù)和“數(shù)控肢體”結(jié)合得更加天衣無縫，讓仿生手臂使用更方便、感覺更敏銳。馬拉斯科表示：“我們的下一個研究目標(biāo)是在胸肌處植入更多信號處理器，它們產(chǎn)生的刺激將讓人感覺到五指的觸感，如分辨物體的質(zhì)感?！?/p>
當(dāng)然，傷殘人士更希望戴上這種仿生臂之后能想讓它做什么就做什么。庫肯博士說：“有一天，斷肢者將會安裝上感覺像自己的肢體一樣的仿生臂，這是完全可能的?！?/p>
今年6月，參與仿生手臂研究的約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理研究所向公眾展示了第二代仿生樣臂，它可以完成30個不同動作，包括握球、握圓柱、豎食指、將拇指壓至掌心等細微動作。他們的目標(biāo)就是：在2009年底之前，打造出與真手臂一模一樣的、美觀自然、運動自如且具有靈敏觸覺的人造手臂。
（康娟）