意科學家開發出由大腦控制的有觸感的機械手

派鮑洛·佩特魯茲羅測試新型假肢

　　據國外媒體報道，26歲意大利人派鮑洛·佩特魯茲羅(Pierpaolo Petruzziello)在一場車禍中不幸失去了左臂，不過他已成功接上一個機械手，現在他可以通過大腦意念控制這只假手，而且會有觸感。

　　仍然面臨巨大挑戰

　　在去年進行的為期一個月的試驗中，雖然佩特魯茲羅只是通過大腦控制一個沒安裝在他身上的機械手，但是他感覺就像他的手臂失而復得。他說：“聚精會神是問題的關鍵。當你認為它就是你的手，你的前臂時，控制它就變得容易多了�！�

　　現在科學家面臨的較大挑戰，是尋找一個可以使患者的神經系統與假肢連接在一起很多年的方法，而不是只持續僅僅一個月。這個意大利科研組較近在羅馬舉行的記者招待會上表示，2008年他們把電極移植到佩特魯茲羅剩下的一段左臂的神經里。佩特魯茲羅的左臂是在3年前發生的一場車禍中被撞斷的。假肢并未移植到患者的身體上，只是通過電極與身體取得聯系。在記者招待會期間播放的一段視頻顯示，佩特魯茲羅正在專心致志地給放在他旁邊的機械手“下達指令”。

　　在為期一個月與電極相連的過程中，他學會了自行扭動機械手的手指、握拳、抓東西和其他動作。羅馬生物醫師大學是一家專門從事保健科學研究，這所大學的神經學家保羅·瑪利亞·羅西尼開玩笑說：“有些手勢現在還不能公開，因為它們還相當低級�！�

　　試驗結果驚人

　　瑪利亞·羅西尼負責這項科研工作。他表示，這個由歐盟資助的耗資200萬歐元的項目，用了5年時間才完成，在這期間，研究人員完成了幾篇論文，發表《美國國家科學院院刊》等頂級科學雜志上。佩特魯茲羅通過顯微外科手術恢復健康后，醫生在他的剩余左臂里植入電極，以便他能在試驗過程中操作機械手。試驗結束時，那個機械手的運動遵循了佩特魯茲羅通過大腦發出的95%的命令。

　　佩特魯茲羅是一名在巴西定居的意大利人，他表示，機械手的反饋信息非常精確，這讓他感到非常吃驚。他開玩笑說：“感覺它就跟真手一樣。他們甚至用針刺激我，你們根本無法想象他們到底對我做了些什么�！痹摽蒲薪M的工程師思爾維斯特羅·米克拉(Silvestro Micera)表示，雖然“生命之手(LifeHand)”試驗僅僅持續了一個月，但這是此類實驗過程中，電極跟人的神經系統相連時間較長的一次。

　　在2004年到2005年間進行的持續時間更短的試驗中，研究人員利用一個鉗子形的終端，把一個技術含量沒現在高的機械臂夾在截肢人員的斷肢上，他們只能利用這種假肢做一些基本動作。并未參與這項較新研究的專家表示，該試驗向制作出可以連接神經系統和假肢的連接體邁進了非常重要的一步。不過目前他們面臨的一大挑戰是，必須研發出可以連接數年，而不是只能持續一個月的系統。

　　進一步延長植入時間

　　凱斯西儲大學教授和俄亥俄州克利夫蘭VA醫學中心生物醫學工程師達斯汀·泰勒表示：“這是在20世紀中期研究的基礎上，我們在這方面所取得的新的重大進步。目前還有待解決的問題是，如何讓植入電極所維持的時間超過1個月甚至更長的時間。”

　　世界各地的專家已經研發出其他通過大腦控制的假肢。美國采用的一種方法，要通過手術把肩部神經接到胸部肌肉上，然后學習如何利用這些肌肉控制仿生臂。雖然這種方法對那些失去整條胳膊的人來說非常有必要，但是如果斷肢還剩下一部分，醫生就可采用危害性更小的方法，例如意大利開創的利用大腦發送和接收信號的同樣的系統連接假肢。瑪利亞·羅西尼說：“我們采用的這種方法非常符合自然規律。”病人“不用學習利用具有其他功能的肌肉控制假肢，他只要集中精力，向假肢發出他曾給自己的手發出的相同信息就可以了�！�

　　專家表示，科學家至少還要2到3年時間，才能進行下一步的試驗。首先，他們必須解決只有發絲那么細的電極如何持續更長時間。開發該電極的德國研究所弗勞恩霍夫應用研究促進協會(Fraunhofer—Gesellschaft)的生物醫學專家克勞斯·霍夫曼表示，這項試驗取得的結果非常令人鼓舞，從佩特魯茲羅斷肢里取出的電極沒有受損的跡象，它似乎還能持續更長時間。

　　除此以外，他們為了簡化假肢和笨重機器(用來轉化機械臂和患者之間的神經及數字信號)采用的技術，還有很多工作要做�，斃麃啞ち_西尼表示，目前已經制定出向前邁進的重要步驟。在與佩特魯茲羅合作的同時，這些意大利科學家還與一項由歐盟資助的同時進行的項目合作，該項目被稱作“智能手(SmartHand)”，目前已開發出可以直接安全到患者身上的機械臂。