仿生假肢实现超乎想象的精确控制

科技日报记者 张佳欣

瑞典查尔姆斯理工大学研究团队实现了对假肢前所未有的精确控制——可控制仿生假肢的每根手指。他们通过解剖残肢周围神经，将其重新分布到用作生物放大器的新肌肉靶点，使仿生假肢能接收到更多信号，使用者进而可以随意控制许多仿生关节。发表在12日《科学转化医学》上的论文说明了转移的神经是如何逐渐连接到新宿主肌肉的，这一突破为全世界截肢患者带来了新希望。

在仿生学和疼痛研究中心实验室佩戴假肢的患者。图片来源：瑞典查尔姆斯理工大学

假肢是最常见的替代失去的肢体的解决方案。然而，它们很难控制，而且可做的动作有限。残肢中的剩余肌肉是仿生假肢的首选控制来源。这是因为患者可随意收缩肌肉，收缩产生的电活动可用来告诉假肢做什么，例如打开或关闭。但是，如果存在肘部以上的截肢，患者就没有多少肌肉来指挥如此之多的仿生关节，如五根“手指”。

新研究表明，以分布式并行方式将神经重新连接到不同的肌肉目标不仅是可能的，而且还有助于改善假肢控制。

假肢通常通过一个接口连接到身体上，但其插座会挤压残肢，造成不适，且机械不稳定。另一种选择是在残骨内植入钛种植体，使其牢固地固定，这被称为骨整合。这种骨骼连接可实现假肢与身体舒适且更有效的机械连接。

手术过程的示意图，创建用于控制假体的电神经肌肉结构。电极和骨整合接口分别提供与假体的电连接和机械连接。图片来源：《科学转化医学》

研究团队在对一位手臂截肢患者进行了手术。他们将新的显微外科技术与复杂的植入电极相结合，这些电极提供对假肢的单手指控制以及感觉反馈。其中，电极和骨整合接口分别提供与假体的电气和机械连接。

结果，手臂截肢患者第一次可像操纵自己的手指一样操纵仿生假肢的每一根手指。

（来源：科技日报）

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