IT之家 2 月 25 日消息，瑞士聯(lián)邦蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新型特殊義肢，能夠讓截肢者在行走時更好地感知地面。這項技術(shù)突破的關(guān)鍵在于一種新的信號傳輸方式，它可以讓義肢底部的傳感器更自然地與大腦進(jìn)行交流。
IT之家注意到，這項研究成果于上周二發(fā)表在《自然通訊》期刊上。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的 Stanisa Raspopovic 在接受 Keystone-SDA 新聞社采訪時表示：“這種義肢讓截肢者感覺它更像身體的一部分。”
研究人員在測試這種新信號傳輸方式的三名患者身上觀察到，他們能夠更快、更安全地行走。Raspopovic 說道：“更好的機動性最終也有益于健康?！?據(jù)研究人員稱，測試對象在行走過程中還能集中注意力做其他事情，例如，他們在爬樓梯并倒背單詞時出錯率更低。
連接神經(jīng)系統(tǒng)的義肢技術(shù)已經(jīng)存在多年，但 Raspopovic 指出，此類舊技術(shù)會給患者帶來令人不快的刺激，例如皮膚上煩人的刺痛感，這是因為早期的神經(jīng)系統(tǒng)義肢信號傳輸方式所致，“它們發(fā)送的是持續(xù)的電脈沖，這并不是我們神經(jīng)系統(tǒng)的工作方式。”
Raspopovic 的研究團隊正是瞄準(zhǔn)了這一問題。他們采用了所謂的仿生刺激技術(shù)，即模仿自然界的方式發(fā)送信號?！翱梢哉f，我們學(xué)會了神經(jīng)系統(tǒng)的‘語言’，” Raspopovic 解釋道。
為此，博士生 Natalija Katic 開發(fā)了一個名為 FootSim 的計算機模型。該模型基于記錄足底特殊感覺細(xì)胞活動的數(shù)據(jù)，可以精確模擬足底感覺細(xì)胞在行走或跑步過程中的行為。
為了測試模型模擬足底信號的準(zhǔn)確性，研究人員首先在貓的腿部神經(jīng)和脊髓植入了電極。當(dāng)他們從下方施加壓力于貓的爪墊以模擬貓步行的自然神經(jīng)活動時，他們發(fā)現(xiàn)脊髓中記錄到的活動模式與研究人員用仿生信號刺激腿部神經(jīng)后脊髓中出現(xiàn)的模式非常相似。
相比之下，傳統(tǒng)的僵硬刺激會在貓的脊髓中產(chǎn)生明顯不同的模式。Raspopovic 認(rèn)為，這表明仿生刺激優(yōu)于傳統(tǒng)刺激。
Raspopovic 表示，受自然啟發(fā)的信號比其他方式更有效，這個發(fā)現(xiàn)對其他設(shè)備也具有重要意義，例如脊柱植入物或腦刺激電極。
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