最新科学突破 大脑直接控制假肢变可能(图)

       北京时间10月19日，据英国《新科学家》消息，日前科学家们在人类假肢移植领域又取得重大突破，使通过大脑神经直接控制假肢的梦想离现实接近一大步。

 用不了多久，人类就可以通过大脑神经来控制假肢了

设想一下，将一个仿生学手臂直接植入进人体的神经系统，以致大脑可以直接控制该手臂的运动，被植入者可通过机械手臂感受到压力以及热量。随着光子传感器的发展，进一步地完善了人体神经与假肢之间的连接，这也使得人类希望通过大脑神经来直接控制假肢的愿景，变得更加真切。

当前通用的神经接口多是电子的，使用的金属元件易受到人体的排斥。而日前美国德克萨斯州的南方卫理公会大学的马克•克里斯滕森及同事们正研制可接收神经信号的光学传感器。他们使用的光学纤维和聚合物，不仅有效地避免触发人体的免疫反应，而且还不会被腐蚀。

该类传感器目前正处于原型研制阶段，因为尺寸太大而暂时不适合接入人体，但是随着尺寸的不断优化，传感器将应该可以付诸于应用。

回音光

这种传感器的研制基于球壳状聚合物，它的形状不同于典型的电子类传感器。该球壳同时伴随有光学纤维，用于发送一束可以在该球壳内运动的光。

光在该球壳内运动的方式被称之为“回音壁模式”，它得名于伦敦圣保罗大教堂的回音壁，声音在大教堂内传播的距离之所以要远于平常，是因为声音可以通过凹形的墙壁不断反射而继续传播。

这个构思的理论基础是，与电场相关的神经冲动可以影响该球体的形状，继而改变球体内的共振光，这样的话，神经便可以有效地成为假肢电路的一部分。理论上，通过共振光在光学纤维内传播的改变，假肢便可以知道大脑想要动一下手指或进行其他运动，诸如此类。

神经信号同样还可以通过红外光的照射被直接传播进神经系统，该方式被称之为模拟神经系统，通过光学纤维顶端的反射器得以实现。

为了使用该传感器的工程样品，神经连接需要被具体地绘制出来。比如说，通过要求患者试着举起他失去的手臂，医生便可以将相关的神经连接到假肢上。

仿生狗

研究人员们打算在两年内，将这样一个工程样本试验到猫或者狗的身上。在那之前，这种传感器需要从几百微米缩小到50微米。而该科研项目得到了来自美国国防部高等研究计划局560万美元的经费支持。

克里斯滕森说道，终会有一天，这些传感器和光学纤维可以像跳接线一样，通过形成从大脑一直到腿部的神经线路，以绕开已经损伤的身体区域，最终帮助脊髓损伤的患者恢复运动能力和知觉。

亚特兰大佐治亚理工学院的生物工程学家拉维-贝尔对此感到印象深刻，他说：“我将会对该传感器的研制成功感到无比兴奋，因为如何与神经系统之间建立可靠的连接，对人类这一愿望能否成真十分重要。”

但是来自英国雷丁大学的马克-加森认为，这样一个传感器仍然可能被人体所排斥。他说：“虽然当前有许多生物相容性材料可以利用，但是，我依然十分怀疑它们是否能够完全地排除某些形式的免疫反应。”（编译/严炎刘星）