全球首个神经连接机械腿,截肢者恢复自然行走,还带空间感

简介: 【7月更文挑战第14天】神经连接机械腿助力截肢者恢复自然行走与空间感知。科研团队开发的新技术通过直接解读大脑信号,实现义肢的精确控制与生物力学适应,改善行走速度与稳定性。虽有成本、适用性及伦理挑战,该突破为未来假肢技术带来希望。[链接](https://www.nature.com/articles/s41591-024-02994-9)**

最近,一篇发表在《自然》杂志上的论文引起了广泛关注。该研究团队开发了一种名为“神经连接机械腿”的新技术,为截肢者带来了革命性的改变。

首先,让我们来了解一下这项研究的背景。在科幻作品中,我们经常看到这样的场景:截肢者通过神经连接的机械义肢,可以像正常人一样灵活自如地行走、奔跑,甚至完成各种复杂的动作。然而,在现实生活中,尽管已经取得了一些进展,但目前的机械义肢仍然存在许多限制和挑战。

为了解决这些问题,研究团队提出了一种全新的方法,即通过神经连接的机械腿来恢复截肢者的自然行走能力。这种机械腿通过与截肢者的神经系统相连,可以直接接收和解读来自大脑的信号,从而实现更精确、更自然的运动控制。

根据研究结果,这种神经连接的机械腿在多个方面取得了突破性的进展。首先,它能够实现连续的神经控制,而不仅仅是在特定的运动阶段或方向上。这意味着截肢者可以更自由地控制他们的义肢,而不需要依赖预设的程序或算法。

其次,这种机械腿还具备了生物力学适应性,可以根据不同的地形和环境条件进行调整。例如,在上坡或下坡时,机械腿可以自动调整其角度和力量,以提供更好的稳定性和平衡性。

此外,研究团队还发现,通过增强截肢者残留的肌肉神经信号,可以进一步提高义肢的控制能力和适应性。他们通过一种名为“拮抗肌-神经接口”(AMI)的手术技术,将截肢者残留的肌肉与神经连接起来,从而恢复了自然的肌肉动态和感觉反馈。

根据研究结果,这种增强的肌肉神经信号可以显著改善义肢的行走速度、稳定性和平衡性。例如,在一项实验中,使用这种技术的截肢者能够以超过1.7米/秒的速度行走,而没有使用该技术的截肢者只能达到1.3米/秒的速度。

然而,尽管这项研究取得了令人鼓舞的成果,但仍然存在一些挑战和限制。首先,目前的技术仍然需要进一步改进,以实现更广泛的应用和更长时间的使用。例如,一些截肢者可能无法从这种技术中受益,因为他们的神经系统或肌肉组织已经受到了严重的损伤。

其次,这种技术的成本和可用性也是一个问题。目前,这种神经连接的机械腿仍然处于研究和开发阶段,尚未商业化。这意味着只有少数人能够负担得起并使用这种技术,而大多数截肢者可能无法从中受益。

此外,还有一些伦理和社会问题需要考虑。例如,如果这种技术变得广泛可用,它可能会对就业市场和社会结构产生影响。一些人可能会因为拥有更先进的义肢而获得竞争优势,而另一些人可能会因为无法负担而处于劣势。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41591-024-02994-9

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