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智能假肢幫您實現失而復得的夢想？
發表時間：2016-11-24
發生重大變故，失去自己本有的身體，假肢讓你重拾健全的信心。在共同開發了試驗性假肢系統，可以讓自己重新獲得失去的感覺。對于發生過重大事故失去身體一部分的人，在使用我們團隊開發的肌電假肢，而真正控制他“右手”的是右臂上肌肉的伸縮。從傳統意義上來說，普通假肢對截肢患者的裝飾意義大于實用意義，在這項測試中，用傳統假肢拿取的櫻桃確實非常容易被擠爆。
眾所周知，現在市售的假肢戴上后只能完成一些不需要精確度的工作，如支撐身體平衡。如果為假肢加入觸覺系統，截肢患者在控制肢體方面的自信就會大大增強，利用假肢，他們就能完車生活中一些較為簡單的任務。希望假肢能在人際交往間發揮更大的作用。觸覺在建立人與人之間感情方面有很大的作用，少了這一能力，人們會感覺很失落。當我們詢問許多截肢患者時，他們均表示希望能用假肢握住自己愛人的手、感受到對方手心的溫度。未來，我們的技術將幫他們完成這一夢想。
假肢在解決人類與機械的融合問題上，我已經努力了幾十年。在生物醫學工程和神經工程方面的豐富經驗也讓我一直在思考一個看似簡單的問題：怎樣才能讓電子電路與神經系統無障礙交流呢?如果我們找到了解決辦法，又如何將這些感覺信號傳輸給截肢患者呢?此外，除了解放截肢患者，這項技術還能在哪些方面提高普通人的生活質量呢?
在過去的幾十年中，在該領域有了非常大的突破，包括能植入人類大腦和身體的硬件，與能理解和模擬自然神經編碼。在這些編碼里，神經系統中的電子脈沖可以在腦細胞和遍布全身的神經元中傳遞信息。這些信號成了身體的驅動器，它們產生的反饋就變成了截肢患者的感覺。此外，信號還可以控制肢體的位置和肌肉力量等。
將電荷植入肌肉或神經附近后，我們就可以通過發送信號控制電荷來指揮肌肉收縮了。近，我們則在關注如何理解并修復患者的敏感度系統。在假肢觸覺感知接口方面，我們主要致力于連接斷肢和大腦。不過其過程非常之艱難，因為在刺激方面我們要力求精確，而且還不能損壞或改變相關神經。要想完全成功，恐怕還需一段時日。
要打造植入界面就稍微簡單些，因為我們的可選方式很多。對人體傷害小的就是將電荷植入神經附近的肌肉。該方法在醫學界已經開始了廣泛使用，假肢對脊椎損傷、中風和其他形式的神經損傷都有一定的療效。此種方法下，人體對電荷的排異反應小，而且電荷的更換也非常簡單。不過在執行任務時它需要的電量稍大，有時刺激效果不好。
除了將電荷植入肌肉，我們還可以將其放入神經和目標軸突附近，而這里是神經元處理電子脈沖的核心區域，這就意味著完成刺激任務需要的電量很小，可以有選擇性的刺激某些軸突。不過假肢也有副作用，那就是身體會對電荷產生較強的排異反應，有時會直接將它們排出神經外。
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