智能仿生手推開新世界
在一次摩託車事故中失去一隻手臂的前美國海軍陸戰隊士兵克勞迪婭·米切爾裝上了同神經相連的智能機械手。在這項新技術的幫助下,她可以通過思想活動來控制機械手。在2日出版的英國醫學雜誌《柳葉刀》上,主持這項研究的醫生們總結了這一具有突破意義的嘗試。
已有4人安上仿生手
這項技術是由芝加哥康復研究所神經工程中心研發的。在美國,共有4人安裝了這種世界首創的仿生手臂。
雖然目前受益者不多,但這一技術讓很多肢殘者看到了改善生活質量的希望。
醫生們把米切爾等人胸肌中的神經拿掉,代之以殘留的手臂神經,再把控制假肢活動的肌電傳感器和這些肌肉相接。這樣,他們想活動手、臂、腕的念頭就會傳到胸肌的神經中,肌電傳感器覺察到神經和肌肉活動後,便會帶動仿生手進行相應的活動。
現在,26歲的米切爾可以同時活動機械假肢的手、臂、腕,可以拿刀切食物。當胸肌被觸碰時,她會覺得是她的手被碰了。
要讓假肢有觸覺
研發這項技術的醫生們甚至想「得寸進尺」,他們認為,像米切爾這樣的假肢使用者將有可能找回手臂和手指的觸覺和冷熱感覺,當然,這還得靠專家們再接再厲,在技術上更上一層樓。託德·庫昆博士等人在《柳葉刀》上的論文中說,要讓假肢有觸覺,工作原理和上述大腦控制假肢運動的原理相仿。他表示,希望從伊拉克回來的傷殘軍人能從這項技術中受益,但目前還不知道何時能實現這一裝備的大面積推廣。
庫昆說:「我認為,我們可以走得更遠。我認為,我們可以從這項技術中提取更多信息,以實現更複雜的手臂和手腕運動。」
庫昆團隊已經把更進一步的設想付諸行動,眼下正致力於研發能知冷知熱、感知壓力的仿生手指。
他們的研究是由美國國家健康研究院資助的。除了米切爾,還有兩人成功安裝了仿生手,另有一人接受安裝手術不久,尚難評判成效,此外還有一人試驗失敗,原因是殘留神經已經損壞。
麻薩諸塞州總醫院的利·豪克倍克博士也在《柳葉刀》上發表評論,肯定了這項技術的意義和改進潛力。他說,這是「邁向假肢同人體無縫融合的重要一步」。
動作比普通假肢快4倍
人造手臂通常是由安裝在截肢處皮膚上的電子傳感器控制的,動作緩慢,十分笨重。在這樣的技術條件下,肩部的肌肉很難控制好手部和腕部的運動,而且難以進行往復運動,每次只能朝著單一方向運動一下。這樣的假肢很不方便,所以很多人只是偶爾用一下,甚至用了沒多久就再也不用了。
跟很多高位截肢的人一樣,米切爾最不喜歡她那戴了8個月的普通假肢。她去年接受了手術,3個月後,她想動手時,移植的神經就開始蠢蠢欲動了。又過了3個月,新的假肢裝上了,她幾天就熟練掌握了控制仿生手的方法,心一想,手就動。拿放東西的動作比普通假肢快了4倍,塗抹化妝品、吃東西、洗手洗澡、操作洗衣機的動作可比普通假肢快6倍。醫生們說,她平均每天使用仿生手四五個小時,每周用五六天,多的時候一天能用上16個小時。(蘭小棵編譯)