近日，瑞士聯(lián)邦蘇黎世聯(lián)邦理工學院（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。此項技術(shù)突破的核心在于新的信號轉(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新聞社的專訪中表示：“這款義肢使患者感到其更融入身體?！?/p>

經(jīng)過實際測試，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，病患在行進過程中還能同時區(qū)分注意力，如爬樓及記憶單詞等任務(wù)的錯誤率有所下降。

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

針對此問題，Raspopovic的研究團隊創(chuàng)新使用了仿生刺激技術(shù)，即模仿自然界的信號傳送方式。Raspopovic進一步闡釋：“換句話說，我們學習了解了神經(jīng)系統(tǒng)的‘語言’?！?/p>

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

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

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