本文來源：廣州日報

 假肢，或稱義肢，一直以來都是肢體殘障人士恢復正常生活的重要依托。然而，傳統的義肢大多只能借由感知殘肢的肌肉運動完成一些簡單的動作。一方面，這令義肢的佩戴很不舒適，需要長時間的磨合；另一方面，尚不夠平滑流暢的義肢動作也遠未能滿足日常所需。隨著科技的發展，如今不僅出現了直接通過大腦“意念”來操控的義肢，還能使患者通過機械義肢上的特殊裝置，產生真實的身體觸覺，恢復部分“真手真腳”的感覺，這無疑大大提高了肢體殘障人士的生活質量。

　　傳統義肢吃力費勁

　　意識控制應運而生  

　　對于肢體殘缺的患者來說，義肢不僅能填補外形上的空缺，還能在一定程度上恢復一些活動。義肢技術在過去幾十年里的最大變化，無非是表面用塑料或硅膠代替了皮革，內部的基本構造依舊是一堆機械部件，由彈簧或馬達驅動，由操縱桿、液壓或者氣壓裝置控制。這些簡單機械構造的義肢操控起來很復雜，比如殘障人士要想完成伸出義肢手臂這么一個簡單的動作，就必須先用下巴壓住操縱桿，再加上一個類似于的拋擲動作才能把手臂甩出去。

　　傳統義肢的手掌和手指，不僅抓握物品相當費勁，力度也不好控制，拿捏不好的話，可以輕易捏爆一個紙杯或雞蛋。至于上下樓梯，則更費勁了，傳統義肢需要靠肌肉來帶動，并且由于不能彎曲，走坡度時非常吃力。

　　為了解決上述難題，傳感義肢、主動義肢、神經義肢、智能仿生腿等各種發明應運而生，它們有的可以連接大腦，通過釋放電信號讓義肢自動協調動作，讓患者自如上下樓梯；有的讓義肢與神經系統直接相連，讓義肢像“真手真腳”一樣，消除意識和移動之間不自然的延遲現象，甚至還能將義肢手指觸碰到的感覺反饋給大腦；還有的“義肢”實質上是照相機、收音等設備，與人體相連后令盲人能視，聾人能聽……這些新產品絕大多數還在試驗階段，預計未來五年內可以投入市場，屆時，殘障患者的生活便利程度也將有極大的提高。

　　新技術重新部署神經系統

　　機械腿可成為人體一部分

　　32歲的美國軟件工程師扎克·沃特八年前因車禍右小腿截肢，成了一名只能拖著假腿行走的殘障人士。如今在芝加哥康復研究所科學家的幫助下，沃特使用了一款全新的腦控機械假肢，登上了103層的芝加哥威利斯大廈，成為借助機械義肢登上世界最高樓之一的人。

　　腦控機械腿，顧名思義，即將大腦發出的信號傳遞至義肢，義肢內部編譯信號后做出相應動作。普通的腦控機械腿，要在患者腦內植入一個解析大腦皮層活動的電子設備，這個設備會隨著時間的流逝而老化，身體也有可能對它產生排斥反應，假肢的靈敏度和準確度往往還不盡人意。

　　與普通的腦控機械腿不同，沃特使用的機械腿不需要在大腦內植入任何的電極。就在沃特失去右腿時，他接受了定向肌肉神經移植術，目的就是有一天可以使用仿生假肢來實現行走。定向肌肉神經移植術等于在假肢和身體之間重新部署了神經系統，讓機械腿可以非常自然地成為患者身體的一部分。在使用此機械腿之前，科學家在沃特的大腿部位放入11個電極，用于連接仿生假肢的微電腦。為了完成這次登樓活動，沃特和科學家也花費了好幾個小時來調整假肢的運行。

　　不過，目前能操作此項技術的醫療團隊十分有限，但隨著技術的發展，這項醫療技術預計在五年內能夠得到大規模普及。

　　人造神經元電極：連接意識和義肢

　　在此之前，科學家的研發重心在于義肢的靈活度和佩戴舒適度，屬于單向大腦信號的傳導，少有人關注義肢本身帶來的觸覺等一系列反饋。也就是說，就算裝上義肢，也要依靠眼睛來判斷物體方位、辨別物體的形狀和軟硬度等，這對于盲人殘障者來說非常不方便。

　　今年2月，瑞士洛桑聯邦理工大學的米克拉教授和意大利圣安娜高等學校的聯合研發團隊，通過在患者殘肢中植入人造神經元電極，成功完成了義肢的觸覺反饋實驗，這也是神經義肢有觸覺反饋的第一例人體臨床試驗。換句話說，雖然這種義肢外形上并無太大突破，但當殘障人士用它抓住一個物品，即使閉上眼睛，也能感覺到這個物品是軟的還是硬的，是圓的還是方的，是冷的還是熱的。

　　能夠讓義肢有“觸覺”的關鍵，是一種由特殊高效導電聚合物制作的人造神經元電極。這種電極中還附帶了成千上萬的電信號感應器，將其植入到人體手臂殘存的神經里面后，它就扮演了連接人體神經系統和義肢微電子設備的“接口”角色。用神經義肢抓握物品時，通過復雜的電腦計算，神經元電極會將義肢產生的壓力電信號，轉化成人體神經系統能夠識別的神經脈沖信號，從而為精確控制和感知物品提供可能。

　　人體臨床實驗的成功，可以說是觸覺神經義肢從科研走向普及應用邁出的第一步，而且隨著納米傳感、微電子等技術的發展，它的功能還會越來越強大，甚至在神經修復方面也被發現了潛在的治療作用。所以，雖然科幻電影中各種靈活萬能的機械手臂還遠在天邊，但為殘障人士帶來福音的“第二生命之手”已近在眼前。