蜥蜴斷尾可以再生,螃蟹斷腳可以義肢再生,可是與這些看似“原始”的動物 比,人類在進化的過程中失去了很多再生的能力。除了嬰兒失去指尖後可能會有再生外,成年人的肢體再生能力幾乎為零。所以,那些因為事故或疾病失去四肢的 人,生活質量會大受影響,而尋找生物肢體的替代品也一直是醫生們改善截肢病人生活狀況的重要選擇。
然而,這樣的義肢只能起到簡單的支撐作用,但很難顯著提高被截肢者的生活體驗。好的義肢應該可以雙向發送信號:一方面,病人可以自主控制義肢;另一方面,義肢也需要像帶有神經的自然肢體一樣,可以把感覺發送到病人腦部的感覺皮層裡,讓他們產生觸覺。
之前的研究主要集中在解讀腦部密碼,讓實驗對像(猴子和人)通過意念控制機械臂上。但是賦予義肢感覺同樣重要。類似抓東西這樣看起來很簡單的過程也包含著 復雜的反饋,因為我們會下意識地根據手部的感覺調整手指的力度,既不會讓東西滑落,又不會過度用勁捏壞東西。以前,裝上假手的病人只能依靠自己的眼睛判斷 掌握物體的力度。我們隨手就能完成的動作需要他們極大的注意力和精力,但即使這樣他們義肢還會經常摔碎東西。
2011年,杜克大學在猴子身上做了一些列實驗。它們讓猴子用意念操縱虛擬機械手臂,抓住不同材質的東西。虛擬機械手臂在碰到不同的材料後,會向猴子的腦 部發送不同的信號。在經過訓練以後,猴子可以正確地選出某種特定的材料,從而獲得食物獎勵。這個實驗不僅初步表明可以賦予義肢觸覺,而且還說明猴子可以把 義肢像腦部發送的觸覺和腦部向義肢發送的運動控制信號整合在一起,完成從觸摸到感受,再到根據感受控制手臂進行選擇的完整反饋。
這個實驗雖然結果不錯,但僅僅是一個純粹的神經生物學研究,並沒有采用真正的義肢。而要做到這點,必須結合神經生物學和電子工程學。今年1月和2月,瑞士和美國的兩所大學發表論文,分別獨立地用不完全相同的方法給接受實驗的病人裝上了有感覺的義肢。
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