克勞迪婭?米歇爾安裝的仿生手臂能夠受思維支配。
中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)環(huán)球在線消息：對(duì)傷殘人士來(lái)說(shuō)，老式假肢在很大程度上只是擺設(shè)，而沒有實(shí)際功能。但仿生手臂卻可以讓患者通過(guò)思維控制其運(yùn)動(dòng)，而且還能重新享受到久違的觸摸感覺。科學(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(shí)不遠(yuǎn)。
***最新進(jìn)展：用胸部“觸摸”物體
據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》11月27日?qǐng)?bào)道，60歲的杰西?蘇利文和27歲的美國(guó)退伍女兵克勞迪婭?米歇爾分別是世界上第一個(gè)新型仿生手臂的男性和女性。不久前，美國(guó)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(hào)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(lái)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(kù)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(guò)信號(hào)對(duì)胸部不同區(qū)域的刺激，傷殘者能感覺到來(lái)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(jī)械手臂。
參與研究的神經(jīng)生理學(xué)家保羅?馬拉斯科說(shuō)：“現(xiàn)在的假肢不能傳遞任何感覺信號(hào)，因此傷殘者在拿東西時(shí)必須用眼看而不是靠感覺?，F(xiàn)在我們則能通過(guò)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(xì)胞，它們發(fā)出的信號(hào)有時(shí)會(huì)和來(lái)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(guó)《國(guó)家科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》上的研究報(bào)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(lái)。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(jìn)了一大步。在今年2月，庫(kù)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(jìn)展——用大腦操縱機(jī)械手臂。庫(kù)肯早在20年前就產(chǎn)生用殘肢末端的神經(jīng)來(lái)控制假肢的想法，但他面臨的難題是神經(jīng)信號(hào)過(guò)于微弱。經(jīng)過(guò)多年研究，他終于發(fā)明了“神經(jīng)定向再分布”技術(shù)。
通過(guò)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(yùn)動(dòng)。在這里，胸肌起到了信號(hào)“中轉(zhuǎn)站”和“放大器”的作用。
經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，因車禍?zhǔn)ヒ恢Ц觳驳拿仔獱栆呀?jīng)能熟練通過(guò)“動(dòng)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(yùn)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(dòng)作。蘇利文說(shuō)：“仿生臂給我?guī)?lái)了許多希望。過(guò)去我是一個(gè)喜歡獨(dú)立的人，從不乞求別人幫助。我自己能做到的事情，我一定會(huì)自己做?！?/p>
新聞發(fā)布會(huì)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(guó)國(guó)防高級(jí)研究項(xiàng)目管理局在內(nèi)的多家機(jī)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(wú)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(gè)研究目標(biāo)是在胸肌處植入更多信號(hào)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(kù)肯博士說(shuō)：“有一天，斷肢者將會(huì)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(gè)不同動(dòng)作，包括握球、握?qǐng)A柱、豎食指、將拇指壓至掌心等細(xì)微動(dòng)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(yùn)動(dòng)自如且具有靈敏觸覺的人造手臂。
（康娟）