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让假肢成为“真”的肢体,真有人做到了!

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 楼主| 发表于 2017-10-30 16:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

作者 | 周亦川

编辑 | 刘颖

来源 | 搜狐健康

提到“假肢”,最有名的莫过于南非的“刀锋战士”,他用一双高科技的“假腿”,保持了残疾人100米、200米、400米短跑的世界纪录,成绩比很多健全运动员还要快。这不仅让人有所联想,“假肢”能否“弄假成真”呢?

据美国科学促进会网站(Eurekalert)10月27日报道,在《Brain》杂志最新发布的一篇研究中,瑞士洛桑联邦理工学院的奥拉夫实验室和洛桑大学医院的Andrea Serino教授合作,他们通过超高场强的磁共振成像,对三名接受了定向运动和感觉移植(Targeted motor and sensory reinnervation, TMSR)手术的上肢截肢患者的大脑皮质发生的变化进行分析,发现他们可以熟练使用芝加哥康复研究所开发的假肢。TMSR手术,即是将残余的肢体神经移植到完整的肌肉和皮肤上以适应他们的假肢,让大脑指挥假肢完成运动,就像指挥我们的手脚一样。

我们肌肉的运动是受大脑神经支配的,同时肌肉也可以向大脑反馈温度、压力等信息。在手术过程中,截肢的残余神经与安装的假肢肌肉连接并建立联系,患者将大脑的指令通过神经电信号传递给假肢转化为动作,同时,假肢受到的触觉刺激也会送回大脑,像真的肢体一样会反馈信息。

听上去简单的流程实际上非常深奥,大脑究竟是如何感知假肢带来的人工触觉、动作的信号,这种感知是否能让我们更好地实现大脑对假肢的控制呢?这些控制能力取决于患者的大脑能否在大脑的运动皮层和体感皮层建立起与运动和躯体感觉的神经通路。

在实验过程中,研究人员用超高场强的磁共振成像对血流量的变化监测大脑的活动性,这种方式可以记录下大脑运动皮层以及体感皮层发生的变化。结果很惊人,TMSR手术后的患者脑运动皮层显示在刺激的程度、强度等方面与普通人一致,当然,不同的是他们的肢体是“假”的。

躯体感觉图显示,大脑对这部分的感受组织有所保存,虽然能力低于普通人,但皮层与上肢感受的神经连接控制上,是与普通人相当的;相对的,如果单纯接受假肢的患者脑内这部分感受组织保存减少。这可以证明TMSR手术保留了运动皮层和体感皮层之间的功能联系。

不可否认,对于一些高级的与额顶叶皮层的神经联系,TMSR手术患者与其他截肢患者都比较弱,与健康肢体有明显的区别。也就是说,虽然假肢有良好的运动功能和感受功能,但运用起来还是有一定的区别,患者大脑还是不能把它认同为真实的身体。研究人员认为,未来的TMSR手术还要实现与机器人手部动作相关的系统的体感反馈,使患者能够真正感受到其假肢移动的后果,让大脑完全认可它。

未来的某一天,科学家真的能把假肢“弄假成真”吗?这一在“科幻电影”常见的场景,也许在不久的将来将只是“科学”,不是“梦幻”。


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