新突破成功恢復了“仿生行走”。圖片來源：《自然·醫(yī)學》
科技日報記者?張夢然
《自然·醫(yī)學》1日發(fā)表的一篇論文，報道了神經(jīng)義肢接口的最新突破，其能讓仿生腿完全響應人體神經(jīng)系統(tǒng)，在臨床試驗中，改善了截肢人士的行走控制，讓他們恢復了“仿生行走”。這一結果表明，即使只恢復部分神經(jīng)信號傳導，或也足以實現(xiàn)神經(jīng)義肢功能的臨床相關改善。
人體為了讓其肢體在其活動范圍內(nèi)活動，肌肉會以成對的主動肌-拮抗肌發(fā)揮作用，這反過來能將本體感受信號傳給中樞神經(jīng)系統(tǒng)，給人體提供四肢位置和運動的意識。不過，手術截肢會導致截肢位置的神經(jīng)-肌肉架構嚴重受損形成殘肢。殘肢斷開的肌肉會被包住，形成充足的軟組織墊層作為義肢接受腔，這會破壞自然肌肉動力學和本體感受。
美國麻省理工學院團隊研發(fā)的神經(jīng)義肢接口，通過手術將成對的主動肌-拮抗肌與感知電極相連。這些成對的動態(tài)肌肉在殘肢內(nèi)通過手術構建，作為腿部截肢人士的神經(jīng)義肢控制和本體感受來源。具體來說，這個接口能將患者的神經(jīng)控制信息傳給一個外部義肢，并進一步將義肢位置和運動感受傳回給使用者，恢復其本體自然感覺。
團隊隨后在臨床試驗中測試這種仿生義肢的效果，試驗共有14名單側膝下截肢的受試者，其中7人有神經(jīng)義肢接口。與沒有接口的膝下截肢人士的行走速度相比，這些受試者的行走速度提升了41%，與未截肢人群的行走速度相當。此外，他們的行走表現(xiàn)在真實世界環(huán)境中也非常好，這些環(huán)境包括斜坡、臺階和被堵住的小路。
團隊表示，他們的研究結果或可用于指導今后的重建技術，這類重建技術的目標是恢復截肢或運動癱瘓人士對人體行動的神經(jīng)控制。
總編輯圈點
大腦和人體有一套精妙的合作系統(tǒng)。發(fā)出信號，傳導信號，接受信號，做出行動，一切都在瞬息之間。這套強大的信息聯(lián)通網(wǎng)絡，有賴于神經(jīng)細胞的配合無間。但是，很多神經(jīng)，一旦遭到損害，便無法復原。截肢人士即使佩戴義肢，斷掉的神經(jīng)網(wǎng)絡還是殘缺。此次，科研人員從神經(jīng)系統(tǒng)入手，讓截肢人士的神經(jīng)控制信息通過接口傳給義肢，修復神經(jīng)通路。這樣一來，佩戴神經(jīng)義肢的患者能走得更好。重新掌控身體，能給他們帶來更高的生活質(zhì)量。
