四肢瘫痪也能恢复功能性运动,这项黑科技了解下
据世界权威期刊杂志《Science》报道,由美国匹兹堡大学的相关研究者,研发出用触觉补充视觉,采用双向脑、机器接口,记录运动皮层的神经活动,并通过皮质内对体感皮层的微刺激产生触觉。
(图1:原理图,图源Science)
传统的实现方法为,通过植入电极测量运动相关神经活动的脑机接口BCIs,用以感知控制手臂和手指活动的神经,这样能够让大脑皮层与手臂建立直接联系,而不必通过已经受损的脊髓来控制。通过这种方式,能够控制假肢,或者通过功能性电刺激系统来实现操控其他设备的能力。这种方式虽然能够起到一定的活动效果,但反应时间比较迟缓,难以达到预后期望值。
新研发的人工触觉感知系统,进一步拓宽了人体四肢皮周神经的感知能力,通过ICMS诱导的触觉感知,提升反应效果,相比原先的感知机理,反应速度更快,而且通过大脑皮层相互作用,控制义肢的感觉也更自然。
从运动方式上来看,义肢由机器人手上的传感器实时驱动,通过体感皮层皮质内微刺激引起的电流信号进行控制,这样患者自身就能掌控自己的手掌和手指,产生接近自身手臂一般的如臂指使的效果。在严谨的测试中,采用新的方式,能够让临床上肢评估的实验时间减少一半,并且通过更多的练习,能够让义肢表现得更像健全人的肢体。
这项黑科技随着实验逐渐完善,如果普及到全视界,将会惠及广大的瘫痪患者,让脊柱受损的病人也能自如操控双手双脚,这样会让患者的日常生活质量更高一些。不仅如此,对于截肢患者来说,也可以安装上更合适的义肢,为以后正常行走、使用双手奠定坚实的基础。
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