瑞士联邦理工学院研发新型义肢，提升截肢者感知地面能力

近日，瑞士联邦苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）研发出一款新型义肢，旨在提升截肢者行走能力及路面感知力。此项技术突破的核心在于新的信号转换方法，使义肢底部所置传感器能更通畅地与大脑沟通。

研究成果已在上周二由《自然通讯》杂志公布。ETH Zurich的Stanisa Raspopovic在Keystone-SDA新闻社的专访中表示：“这款义肢使患者感到其更融入身体。”

经过实际测试，利用新方法的三位病患表现出更为迅速且稳定的行走能力。Raspopovic补充道：“高灵敏度最终可助益其健康状况。”据介绍，病患在行进过程中还能同时区分注意力，如爬楼及记忆单词等任务的错误率有所下降。

虽然神经系统感应义肢技术已有一段历史，但Raspopovic强调，早先技术常导致不愉快的刺激，如强烈的皮肤刺痛，原因在于原有的神经系统信号传输方式为持续的电脉冲，而非人体正常的神经反应。

针对此问题，Raspopovic的研究团队创新使用了仿生刺激技术，即模仿自然界的信号传送方式。Raspopovic进一步阐释：“换句话说，我们学习了解了神经系统的‘语言’。”

为此，博士生Natalija Katic构建了一个名为FootSim的电脑模型。该模型建立在大量足底感觉细胞活动的数据基础上，能精准模拟行走或奔跑过程中的足底感受。

为了验证模型模拟足底信号的正确性，研究人员先将电极植入猫的腿部神经和脊髓。他们通过在猫的爪垫下作用压力来模拟猫行进时的自然神经活动，结果显示，在脊髓中记录到的活动模式与仿生信号刺激腿部神经后脊髓中的活动模式高度吻合。至于传统的僵硬刺激，则会在猫的脊髓中产生迥异的模式。因此，Raspopovic认为，仿生刺激远胜于传统刺激。

分析显示，源于大自然的信号传送具有更高效率，这一发现对其他医疗设备如脊柱植入物或脑刺激电极亦有深刻启示。