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假肢如何工作

尖端的假肢

杰西·沙利文(Jesse Sullivan)(左)和克劳迪娅·米切尔(Claudia Mitchell)(右)互相高五,因为他们在华盛顿特区举行的新闻发布会上展示了思想控制的仿生武器的功能。“width=
杰西·沙利文(Jesse Sullivan)(左)和克劳迪娅·米切尔(Claudia Mitchell)(右)互相高五,因为他们在华盛顿特区举行的新闻发布会上展示了思想控制的仿生武器的功能。
赢得McNamee/盖蒂图像

用于控制假肢的最前沿技术之一称为靶向肌肉重新连接(TMR)并由芝加哥康复研究所的Todd Kuiken博士开发。要了解TMR,您需要了解一些基本的生理学。您的通过将电命令向下发送脊髓,然后通过周围来控制四肢的肌肉神经到肌肉。现在,想象一下,如果您的肢体截肢,此信息途径将会发生什么。周围神经仍然会携带大脑中产生的电动电动机命令信号,但是信号会在截肢部位遇到死胡同,并且永远不会到达截肢的肌肉。

在TMR所需的手术过程中,这些截肢神经被重定向以控制体内其他地方的替代健康肌肉。xf187手机版例如,外科医生可能会附着相同的神经,曾经将患者的手臂控制在患者胸部肌肉的一部分上。在此过程之后,当患者试图移动其截肢手臂时,通过原始手臂神经传播的控制信号现在会导致一部分胸部肌肉收缩。这很有价值,因为这些胸部肌肉的电活动可以用电极感测,并用于为假肢提供控制信号。最终结果是,仅考虑移动截肢臂,患者就会导致假肢移动。

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如果电极能够感觉到肌肉收缩引起的电力,为什么它们不能只能转到信息的来源并测量神经甚至大脑中带有的电信号?答案是他们可以,但是由于几个原因,从大脑和神经记录的情况更具挑战性。例如,大脑和神经中的电信号非常小,难以进入。的领域神经接口致力于开发与大脑和神经倾听和交流的方法。

作为神经接口技术的一个例子,科学家可以在大脑中植入微型电极以聆听大脑活动。当患者在精神上试图移动其截肢的肢体时,微电极可以拦截大脑中产生的电动机命令信号,然后可以使用这些信号来控制假体装置。该技术的一个令人兴奋的实施来自杜克大学的Miguel Nicolelis博士实验室。杰出的录像带记录了用微电极植入的猴子利用自己的思想来控制假肢的能力。

神经接口的未来进展将使人工设备更有效地刺激神经或大脑,以恢复触摸感并使患者感觉到人造肢体。这种能力将在缩小假肢和旨在替代的自然四肢之间的差距方面有很长的路要走。

这些类型的技术创新只是一些示例,这些例子表明了假肢领域如何不断发展。尽管挑战是巨大的,但在过去的几十年中取得了显着的进展,全球敬业的研究人员每天都在努力使假肢尽可能接近现实。

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来源

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  • 瑟斯顿,艾伦。“ Pare and Phrophetics:人造四肢的早期历史。”ANZ外科杂志。77:1114-1119。2007。
  • Wilczynski,Krzysztof。“海盗!传奇 - 常见的误解。”2008年6月5日。http://www.piratesinfo.com/legend/treasure/common.html
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