瑞士研发出新型仿生义肢，帮助截肢者更好地感知地面

IT之家 2 月 25 日消息，瑞士联邦苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种新型特殊义肢，能够让截肢者在行走时更好地感知地面。这项技术突破的关键在于一种新的信号传输方式，它可以让义肢底部的传感器更自然地与大脑进行交流。

IT之家注意到，这项研究成果于上周二发表在《自然通讯》期刊上。苏黎世联邦理工学院的 Stanisa Raspopovic 在接受 Keystone-SDA 新闻社采访时表示：“这种义肢让截肢者感觉它更像身体的一部分。”

研究人员在测试这种新信号传输方式的三名患者身上观察到，他们能够更快、更安全地行走。Raspopovic 说道：“更好的机动性最终也有益于健康。” 据研究人员称，测试对象在行走过程中还能集中注意力做其他事情，例如，他们在爬楼梯并倒背单词时出错率更低。

连接神经系统的义肢技术已经存在多年，但 Raspopovic 指出，此类旧技术会给患者带来令人不快的刺激，例如皮肤上烦人的刺痛感，这是因为早期的神经系统义肢信号传输方式所致，“它们发送的是持续的电脉冲，这并不是我们神经系统的工作方式。”

Raspopovic 的研究团队正是瞄准了这一问题。他们采用了所谓的仿生刺激技术，即模仿自然界的方式发送信号。“可以说，我们学会了神经系统的‘语言’，” Raspopovic 解释道。

为此，博士生 Natalija Katic 开发了一个名为 FootSim 的计算机模型。该模型基于记录足底特殊感觉细胞活动的数据，可以精确模拟足底感觉细胞在行走或跑步过程中的行为。

为了测试模型模拟足底信号的准确性，研究人员首先在猫的腿部神经和脊髓植入了电极。当他们从下方施加压力于猫的爪垫以模拟猫步行的自然神经活动时，他们发现脊髓中记录到的活动模式与研究人员用仿生信号刺激腿部神经后脊髓中出现的模式非常相似。

相比之下，传统的僵硬刺激会在猫的脊髓中产生明显不同的模式。Raspopovic 认为，这表明仿生刺激优于传统刺激。

Raspopovic 表示，受自然启发的信号比其他方式更有效，这个发现对其他设备也具有重要意义，例如脊柱植入物或脑刺激电极。