對于假肢手，市面上銷售的假肢大部分采用的是肌電信號控制，這類假肢并不能達(dá)到隨心所欲的程度。所以，大部分上肢缺失患者對腦控假肢寄予厚望，希望它能改變這種現(xiàn)狀。

腦控假肢顧名思義就是通過腦袋直接控制假肢，它可以直接穿戴在人體進(jìn)行使用，避免了肌電控制的不足，提高了假肢動作的效率與精度，較理想的實現(xiàn)人手功能。理論上它能讓截肢者用意念控制的人造假手可以恢復(fù)他們完成各種日常任務(wù)的能力，就像科幻片里面一樣。

對于腦控假肢科學(xué)家們也研究了上十年了，然而到目前為止，還面臨一個主要障礙：他們還無法獲得足夠強或足夠穩(wěn)定的神經(jīng)信號來發(fā)送到仿生肢體。盡管可以通過腦機接口獲得這種信號，但植入腦機接口的過程是侵入性的且成本很高。而圍繞大腦和脊髓扇形分布的末梢神經(jīng)所攜帶的神經(jīng)信號又太小，之前的臨床試用效果也并不盡如人意。今天，小編給大家介紹一個腦控假肢研究上的突破。

3 月 5 日，《科學(xué)》子刊《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》發(fā)表了腦控假肢領(lǐng)域一篇重磅文章，來自美國密歇根大學(xué)的研究人員通過一種新的神經(jīng)接口技術(shù)，開發(fā)出一款由意識精密控制的假肢。

具體而言，研究人員通過放大截肢患者手臂末端神經(jīng)發(fā)出的微弱信號，讓截肢患者實現(xiàn)了對其所佩戴假肢手指的實時、精密控制。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員借鑒腦機接口領(lǐng)域所采用的微型肌肉移植術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法，開發(fā)了一種可以「馴服」雜亂無章神經(jīng)末梢信號的方法，這種方法可以將粗的神經(jīng)束分成更細(xì)的神經(jīng)纖維，經(jīng)過放大這些神經(jīng)傳遞的信號，來實現(xiàn)大腦對神經(jīng)末端更加精確的控制。

密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程教授 Paul Cederna 說：「這是多年來在截肢患者運動控制領(lǐng)域取得的最大進(jìn)步，我們已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，利用患者肢體中的殘余神經(jīng)，讓患者實現(xiàn)對所裝假肢手指的獨立控制。有了它，我們就能夠提供一些世界上最先進(jìn)的假肢。」

「你可以讓假肢做很多事情，但這并不意味著這個人可以憑直覺來隨意控制假肢。」

該研究的共同領(lǐng)導(dǎo)者之一、密歇根大學(xué)工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系副教授 Cindy Chestek 表示，「與其他方法的不同之處在于，我們的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)：不需要學(xué)習(xí)，在第一次使用時僅僅通過大腦思考，就能夠?qū)崿F(xiàn)假肢控制。我們在第一次嘗試的時候就成功了，受試患者根本沒有學(xué)習(xí)的機會，所有學(xué)習(xí)都運行在算法中。」

研究人員對 4 名截肢患者進(jìn)行了為期一年實驗，患者均佩戴了仿生學(xué)盧克臂（LUKE arm）。盧克臂是一種機器假肢，盧克的取名來自于《星球大戰(zhàn)》系列電影中一個用機器臂替代傷臂的人物。2014 年這款備受關(guān)注的機械手臂被美國食品與藥品管理局批準(zhǔn)上市。

研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)為大腦控制假肢研究領(lǐng)域開辟了新的可能性。實驗結(jié)果也證明了截至患者殘余的神經(jīng)信號足以將我們在大腦控制所學(xué)到的全部知識，都應(yīng)用到神經(jīng)控制上。

《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》論文的第一作者、密歇根大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究員 Philip Vu 說：「其他研究小組也對此做出了貢獻(xiàn)，但我們已經(jīng)超越了現(xiàn)有假肢的能力。我認(rèn)為這為假肢公司今后進(jìn)一步發(fā)展提供了強大的動力。」

據(jù)了解，基于最新技術(shù)的超精密仿生假肢臨床試驗正在進(jìn)行中，研究團(tuán)隊已經(jīng)開始招募實驗參與者。

Cederna 說：「當(dāng)你能坐下來，看著一個戴著假肢的人做一些在 10年前不可想象的事情，這是多么令人欣慰。我為我們的受試者感到高興，更為未來能夠幫助到的所有人感到高興。」

可以想象，隨著腦機接口和神經(jīng)接口技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，科幻電影中各種靈活控制、功能強大的仿生機械臂，將在不遠(yuǎn)的未來成為現(xiàn)實。

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