上肢截肢患者运动感觉的恢复

运动的感觉

克利夫兰诊所领导的一个研究小组成功地为上肢截肢患者设计了一种复杂的手部运动感觉。科学家们相信,在未来,这一突破可能会帮助上肢截肢患者提高他们控制假肢、管理日常活动的能力,并提高他们的生活质量。

克利夫兰诊所勒纳研究所仿生集成实验室负责人、首席研究员保罗·马拉斯科博士说:“通过恢复肢体运动的直观感觉——张开和握紧手的感觉——我们能够模糊患者大脑感知的‘自我’和‘机器’之间的界限。”“这些发现对改善人机交互具有重要意义,使我们比以往任何时候都更接近为截肢患者提供完全恢复自然手臂功能的目标。”

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这种新颖的方法产生了一种错觉,病人自己失去的手在移动。科学家们使用小型但强大的机器人来振动患者的特定肌肉.这种振动“转化”为患者的运动感觉,使他们感到他们的手和手指在运动,他们是自己身体的一个统一部分。当研究中的患者在控制仿生假肢时感受到他们失去的手时,他们能够做出复杂的握力模式来完成特定的任务,甚至比身体健全的人做得更好。

运动的感觉
虚幻的运动感知增强了假手的运动控制。(图片来源:克利夫兰诊所)

根据Marasco博士的说法,这些知觉错觉诱导了假手运动的活动感(即,使用者觉得他们在控制运动)——这种感觉是目前可用的假肢无法实现的。

他说:“在没有任何训练的情况下,当连接到系统时,我们的受试者说他们可以感觉到他们的手臂是存在的。”“当我们解开他们时,他们报告说他们的手臂消失了。大脑能够非常有效地解读来自我们身体系统的信号。”

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当一个身体健全的人移动时,他的大脑会不断地收到关于他的运动进度的反馈。这种无意识的感觉可以防止人们在动作中犯错误,比如伸过头,并允许身体做出必要的调整。然而,截肢者失去了这种必要的反馈,因此,如果没有时刻仔细观察,他们就无法控制他们的假肢。

这项新的研究表明,当策略性肌肉振动引起肢体运动缺失感时,它使患者具有更好的空间意识和增强的运动控制,而无需密切关注他们的假肢。此外,运动的感觉使仿生手臂感觉更像“自我”。

该团队正在探索如何将这些技术推广到失去一条腿或因中风而无法移动四肢的患者身上。

研究人员在杂志上发表了他们的发现科学转化医学

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