奥地利维也纳医科大学和英国伦敦帝国理工学院的科学家们开发了一种新方法,使截肢后残存的神经信号能够被检测和用于控制人工手臂。
这项技术进步在研究结果中得到突出展示,可能为未来假肢设备的设计奠定基础。
该研究是欧洲研究理事会资助的"自然仿生学"(Natural BionicS)项目的一部分。
在该研究中,研究人员将具有40个通道的新微电极植入三名上肢截肢受试者的肌肉中。
在电极植入之前,受试者接受了靶向肌肉再神经化(TMR)手术,这是一种将截肢后残留的神经重新引导至剩余肌肉的外科技术,从而生成新的神经信号捕获界面。
通过外科再神经化与植入式微电极的结合,科学家们成功记录了单个运动神经元的活动。
这些神经细胞负责将运动指令从脊髓传递到肌肉。
科学家们通过让受试者在脑海中执行幻肢动作,将这些电信号模式与特定的意图动作关联起来。
维也纳医科大学仿生肢体重建临床实验室负责人、研究作者奥斯卡·阿兹曼(Oskar Aszmann)表示:"利用我们的方法,我们能够精确定位例如手指伸展或手腕弯曲等动作所依赖的神经信号。"
记录分析表明,即使在截肢后,神经系统仍能保留复杂的运动意图。
这些意图可以通过数学方法重建,暗示了其在假肢控制方面的未来应用。
目前的工作为无线植入设备铺平了道路,这种设备能够将神经信号实时传输到人工肢体或其他辅助系统。
展望未来,研究人员建议,这项工作为创建所谓的"生物屏幕"奠定了基础,该屏幕可以可视化与运动相关的复杂神经活动,从而支持新一代假肢的开发。
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