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美國科學(xué)家研制出一種人造神經(jīng),有望幫助殘疾人用義肢感知冷暖。
現(xiàn)階段,科學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室動物身上成功運(yùn)用這項技術(shù),預(yù)期在10年內(nèi)可以用于人體。
感冷暖
這項技術(shù)是密歇根大學(xué)整形外科教授保羅·塞德納的研究成果。
人造神經(jīng)由一種名為聚乙撐二氧噻吩(Pedot)的導(dǎo)電聚合物制成。這種聚合物能有效地雙向連接義肢和大腦,反應(yīng)速度是天然神經(jīng)細(xì)胞的兩倍,傳輸神經(jīng)系統(tǒng)電信號的性能比目前使用的金屬材質(zhì)高10倍。
塞德納說:“它的感受非常真實(shí),而且不需要大腦二次學(xué)習(xí),因?yàn)樯窠?jīng)已經(jīng)傳輸了所有信號。”
他說,這種人造神經(jīng)將裝備成千上萬個納米感應(yīng)器,從而可以分辨碰觸、冷暖和其他感覺。這種納米感應(yīng)器現(xiàn)階段正處于研發(fā)階段。
他表示,如果研發(fā)人員能夠研制出敏銳的感應(yīng)器,讓義肢感受到輕觸和壓力,“那我們就能建立起義肢與患者大腦之間的聯(lián)系”。
促生長
塞德納說,研究證實(shí),聚乙撐二氧噻吩這種聚合物還能促進(jìn)新神經(jīng)生長。
研究人員在老鼠身上進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)|教育網(wǎng)搜集整理,把這種人造神經(jīng)接入老鼠的斷腿后,新的神經(jīng)纖維開始生長,逐步取代受損神經(jīng),從而使死去的肌肉恢復(fù)生命力。
另一項實(shí)驗(yàn)中,研究人員在老鼠截斷神經(jīng)周圍植入一些肌肉和聚乙撐二氧噻吩。114天后,截斷神經(jīng)周圍長出了新的血管、肌肉和神經(jīng)纖維,老鼠恢復(fù)了敏銳感覺。
塞德納在上周于西雅圖舉行的美國整形醫(yī)生年會上宣布這項研究成果。他說:“失去雙手的人將能夠再次牽起孩子的手并且感受小手的溫度。”
等十年
全世界截肢患者為數(shù)不少,僅英國每年約有5000人裝義肢。
現(xiàn)年23歲的約翰·巴特沃思期待這項技術(shù)早日成熟。他曾是英國空軍一員,2007年在伊拉克失去左手。
談到使用現(xiàn)有義肢的感覺,他說:“你不能感受壓力,當(dāng)拿一杯咖啡時,你必須一直盯著(義肢),確保它握得恰到好處。如果能用它重新感知,那真是太神奇了。”
塞德納希望在3年內(nèi)開始人體臨床實(shí)驗(yàn),在10年內(nèi)讓這項技術(shù)能夠造福廣大患者。
英國倫敦國家矯形醫(yī)院顧問邁克爾·??怂箘t認(rèn)為,這項人造神經(jīng)技術(shù)運(yùn)用于義肢尚有一些技術(shù)難題有待解決。
“當(dāng)你談?wù)搹牧x肢向大腦傳回感覺時,你必須謹(jǐn)慎,”福克斯說,“如果大腦接收到錯誤信號,那將是一大危險。這些進(jìn)展令人興奮,但它還為時尚早。”
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