一款新型假肢能与佩戴者的神经系统相结合，提供关于其周围环境的实时反馈。用户可以反馈他们能够“感知”到人造腿在空间中的位置，从而使他们能够完成一系列以前无法完成的任务。
研究人员本周在《Science Translational Medicine》杂志上描述了对三名膝盖以上截肢患者进行的新型假肢测试。他们表示，这项技术有望带来与我们神经系统相结合的设备，以扩展截肢者的能力并恢复缺失肢体的感觉。
谈“感觉”
在美国和欧洲，有超过400万人失去了膝盖以上的腿部，这类截肢患者可能面临步态不稳和幻肢痛的困扰。虽然假肢提供了物理上的辅助，但它们无法提供正常肢体所具有的细致反馈。没有感觉，那种关于身体部位在哪里以及它在做什么的内在感知——称为本体感觉——就会缺失。
为了解决这些问题，该研究的合著者、瑞士苏黎世联邦理工学院的Stanisa Raspopovic和他的团队将四个电极植入了坐骨神经的股部。坐骨神经从脊髓延伸到脚底。这些电极连接到人造脚底部的七个传感器和一个膝关节内的芯片。处理器整合了来自传感器和神经系统的信号，使佩戴者能够感知到他们小腿的活动情况，并能调整膝盖和脚的放置。
Raspopovic表示，这些设备感觉非常自然，截肢者能够立即开始使用新假肢进行导航。“这款产品最酷的地方在于，他们不需要经过培训就可以使用它。”他说。
逼真的假肢
安装后，截肢者能够90%的准确率猜出他们脚部被触碰的部位，并能在77%的情况下估计出膝盖的角度（当由他人操作时）。受体者还蒙着眼睛走了楼梯和直线，并在障碍物课程中行走——所有这些任务的表现都优于使用传统假肢。
为了了解该假肢需要多少注意力，研究人员让佩戴者在行走时识别特定的声音——而这只有在假肢提供的神经反馈的帮助下才能正确完成。尽管受体者对腿部在空间中的感知并非完美，但当假肢的一根电线弹出时，Raspopovic知道假肢工作得很好，因为佩戴者表示他们“失去了膝盖”。
正如弹出的电线所证明的，这些假肢仍处于实验阶段。例如，电线会从佩戴者的皮肤伸出——这是未来设计需要解决的问题。Raspopovic表示，虽然可以完全嵌入电线和传感器，但这项开发很可能需要花费数百万美元。
Raspopovic表示，未来的研究将测试这些设备在更长时间内的表现，并希望招募更多带有完全植入式布线的大型队列。他认为，随着更多发展，“类似的技术将为全球改善截肢者健康带来希望。”
