18新利最新登入一个人怎么能用意念控制一台机器呢?

一名拥有仿生手臂的男子在办公室的笔记本电脑上工作"width=
“仿生手臂”技术之所以成为可能,主要是因为截肢的两个事实。约翰尼·格雷格/盖蒂图片社

本周,芝加哥康复研究所介绍了第一个安装了它的“仿生手臂”技术。克劳迪娅·米切尔(Claudia Mitchell)在一次摩托车事故中从肩膀处截去了左臂,现在她可以用她的假手通过思考“抓取抽屉”来抓取抽屉。一个人可以成功地用他或她的思想控制假肢的多个复杂运动,这为截肢者打开了一个可能的世界。手术和技术的设置使这一壮举成为可能,几乎和手术的结果一样令人惊叹。

“仿生手臂”技术之所以成为可能,主要是因为截肢的两个事实。首先,运动皮层大脑(控制随意肌肉运动的区域)仍然在发送控制信号,即使某些随意肌肉不再可供控制;其次,当医生截肢时,他们并没有移除所有曾经向肢体传递信号的神经。因此,如果一个人的手臂没有了,在肩膀末端有工作的神经根,根本没有地方发送信息。18luck手机登录如果这些神经末梢可以被重新定向到工作的肌肉群,那么当一个人想“用手抓住手柄”时,大脑就会向应该与手沟通的神经发出相应的信号,这些信号最终会到达工作的肌肉群,而不是在肩膀的死角。

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重路由的神经不是一个简单的任务。RIC的Todd Kuiken博士开发了这个程序,他称之为“定向肌肉神经移植”。外科医生通过解剖肩膀来接触控制肘部、手腕和手等手臂关节运动的神经末梢。然后,在不损害神经的情况下,它们将神经末梢重新定向到一个工作的肌肉群。以RIC的“仿生手臂”为例,外科医生将神经末梢连接到一组胸部肌肉上。神经需要几个月的时间才能长成这些肌肉并完全整合。最终的结果是控制信号的重定向:运动皮层像往常一样通过神经通道向手臂和手发出信号;但这些信号并没有到达肩部,而是到达了胸部。

用这些信号来控制仿生在手臂上,RIC装置将电极放置在胸部肌肉表面。每个电极控制六个电极中的一个汽车移动假肢的关节。当一个人想到“摊开手”时,大脑将“摊开手”的信号发送到相应的神经,现在位于胸部。当神经末梢接收到信号时,与之相连的胸肌就会收缩。当“张开的手”胸部肌肉收缩时,肌肉上的电极检测到激活,并告诉控制仿生手的马达张开。由于每个神经末端都被整合到不同的胸部肌肉中,佩戴仿生手臂的人可以同时移动所有六个马达,从而使假肢的运动范围相当自然。

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