科普潜江 | 神经信号“解锁”精准控制!仿生假肢迎来革命性突破

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为进一步倡导科学生活、破解生活流言,做好公众科普常识宣传,以贴近生活的大情小事为主要内容,汇聚幽默、严谨、亲民、权威等特点,为市民打造科学生活的“百科全书”,潜江市科协与潜江融媒FM100潜江之声联合推出“科普潜江”栏目。
 
 
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肢截肢者有望摆脱假肢“粗控”困境!奥地利维也纳医科大学与英国伦敦帝国理工学院团队研发出新型技术,能精准捕捉并解码残肢中“隐藏”的神经信号,转化为仿生假肢的精细运动指令。这项发表于《自然・生物医学工程》的成果,为下一代智能仿生假肢研发扫清了关键障碍。

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研究团队为3名上肢截肢志愿者植入了40通道微电极阵列,且这些电极被置于经靶向肌肉神经支配(TMR)手术改造的肌肉中。该手术通过将截肢后残存的臂部神经重新连接到上臂剩余肌肉,构建出全新生物接口,让原本控制手和手臂的神经信号,能在肌肉收缩时被精准捕获。


借助 TMR 手术与高密度植入式微电极的结合,团队首次实现对单个运动神经元活动的直接测量——这些脊髓中的神经元,正是大脑向肌肉传递运动指令的“信使”。实验中,参与者仅需在脑海中想象“幻影手”执行伸展手指、弯曲手腕等动作,研究人员就能同步记录电极捕捉的神经信号,并通过数学算法将其与特定运动意图匹配解码。


令人惊喜的是,即便截肢多年,大脑发出的复杂运动指令仍完整保留在神经系统中,且这些精细信号能被有效重建。这一突破意味着,未来仿生假肢将不再依赖简单肌肉收缩模式进行粗略控制,而是能精准响应使用者更自然、精细的运动意图。


目前的研究成果还为下一代无线植入式设备奠定了基础。这类设备未来有望实现神经信号的直接、实时无线传输,让仿生手或辅助系统更灵活响应,最终帮助截肢者恢复接近自然的肢体功能。


编辑丨熊嘉歆

审核丨彭莉

终审丨 姚勇