近日，瑞士聯(lián)邦蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）研發(fā)出一款新型義肢，旨在提升截肢者行走能力及路面感知力。此項(xiàng)技術(shù)突破的核心在于新的信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，使義肢底部所置傳感器能更通暢地與大腦溝通。

研究成果已在上周二由《自然通訊》雜志公布。ETH Zurich的Stanisa Raspopovic在Keystone-SDA新聞社的專(zhuān)訪中表示：“這款義肢使患者感到其更融入身體?！?/p>

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，利用新方法的三位病患表現(xiàn)出更為迅速且穩(wěn)定的行走能力。Raspopovic補(bǔ)充道：“高靈敏度最終可助益其健康狀況?！睋?jù)介紹，病患在行進(jìn)過(guò)程中還能同時(shí)區(qū)分注意力，如爬樓及記憶單詞等任務(wù)的錯(cuò)誤率有所下降。

雖然神經(jīng)系統(tǒng)感應(yīng)義肢技術(shù)已有一段歷史，但Raspopovic強(qiáng)調(diào)，早先技術(shù)常導(dǎo)致不愉快的刺激，如強(qiáng)烈的皮膚刺痛，原因在于原有的神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)傳輸方式為持續(xù)的電脈沖，而非人體正常的神經(jīng)反應(yīng)。

針對(duì)此問(wèn)題，Raspopovic的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新使用了仿生刺激技術(shù)，即模仿自然界的信號(hào)傳送方式。Raspopovic進(jìn)一步闡釋?zhuān)骸皳Q句話(huà)說(shuō)，我們學(xué)習(xí)了解了神經(jīng)系統(tǒng)的‘語(yǔ)言’?！?/p>

為此，博士生Natalija Katic構(gòu)建了一個(gè)名為FootSim的電腦模型。該模型建立在大量足底感覺(jué)細(xì)胞活動(dòng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，能精準(zhǔn)模擬行走或奔跑過(guò)程中的足底感受。

為了驗(yàn)證模型模擬足底信號(hào)的正確性，研究人員先將電極植入貓的腿部神經(jīng)和脊髓。他們通過(guò)在貓的爪墊下作用壓力來(lái)模擬貓行進(jìn)時(shí)的自然神經(jīng)活動(dòng)，結(jié)果顯示，在脊髓中記錄到的活動(dòng)模式與仿生信號(hào)刺激腿部神經(jīng)后脊髓中的活動(dòng)模式高度吻合。至于傳統(tǒng)的僵硬刺激，則會(huì)在貓的脊髓中產(chǎn)生迥異的模式。因此，Raspopovic認(rèn)為，仿生刺激遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)刺激。

分析顯示，源于大自然的信號(hào)傳送具有更高效率，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)其他醫(yī)療設(shè)備如脊柱植入物或腦刺激電極亦有深刻啟示。