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智能假肢幫您實(shí)現(xiàn)失而復(fù)得的夢想?

發(fā)表時(shí)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(yàn)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(tuán)隊(duì)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(shí)用意義,在這項(xiàng)測試中,用傳統(tǒng)假肢拿取的櫻桃確實(shí)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(huì)大大增強(qiáng),利用假肢,他們就能完車生活中一些較為簡單的任務(wù)。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(huì)感覺很失落。當(dāng)我們詢問許多截肢患者時(shí),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(jī)械的融合問題上,我已經(jīng)努力了幾十年。在生物醫(yī)學(xué)工程和神經(jīng)工程方面的豐富經(jīng)驗(yàn)也讓我一直在思考一個(gè)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(xiàng)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(xì)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(dòng)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(fù)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?yàn)樵诖碳し矫嫖覀円η缶_,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(shí)日。
  要打造植入界面就稍微簡單些,因?yàn)槲覀兊目蛇x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(xué)界已經(jīng)開始了廣泛使用,假肢對脊椎損傷、中風(fēng)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(yīng)小,而且電荷的更換也非常簡單。不過在執(zhí)行任務(wù)時(shí)它需要的電量稍大,有時(shí)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(biāo)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(wù)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(huì)對電荷產(chǎn)生較強(qiáng)的排異反應(yīng),有時(shí)會(huì)直接將它們排出神經(jīng)外。

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