北京時間10月19日，據(jù)英國《新科學(xué)家》消息，日前科學(xué)家們在人類假肢移植領(lǐng)域又取得重大突破，使通過大腦神經(jīng)直接控制假肢的夢想離現(xiàn)實接近一大步。

 用不了多久，人類就可以通過大腦神經(jīng)來控制假肢了

　　設(shè)想一下，將一個仿生學(xué)手臂直接植入進(jìn)人體的神經(jīng)系統(tǒng)，以致大腦可以直接控制該手臂的運動，被植入者可通過機(jī)械手臂感受到壓力以及熱量。隨著光子傳感器的發(fā)展，進(jìn)一步地完善了人體神經(jīng)與假肢之間的連接，這也使得人類希望通過大腦神經(jīng)來直接控制假肢的愿景，變得更加真切。

　　當(dāng)前通用的神經(jīng)接口多是電子的，使用的金屬元件易受到人體的排斥。而日前美國德克薩斯州的南方衛(wèi)理公會大學(xué)的馬克•克里斯滕森及同事們正研制可接收神經(jīng)信號的光學(xué)傳感器。他們使用的光學(xué)纖維和聚合物，不僅有效地避免觸發(fā)人體的免疫反應(yīng)，而且還不會被腐蝕。

　　該類傳感器目前正處于原型研制階段，因為尺寸太大而暫時不適合接入人體，但是隨著尺寸的不斷優(yōu)化，傳感器將應(yīng)該可以付諸于應(yīng)用。

回音光

　　這種傳感器的研制基于球殼狀聚合物，它的形狀不同于典型的電子類傳感器。該球殼同時伴隨有光學(xué)纖維，用于發(fā)送一束可以在該球殼內(nèi)運動的光。

　　光在該球殼內(nèi)運動的方式被稱之為“回音壁模式”，它得名于倫敦圣保羅大教堂的回音壁，聲音在大教堂內(nèi)傳播的距離之所以要遠(yuǎn)于平常，是因為聲音可以通過凹形的墻壁不斷反射而繼續(xù)傳播。

　　這個構(gòu)思的理論基礎(chǔ)是，與電場相關(guān)的神經(jīng)沖動可以影響該球體的形狀，繼而改變球體內(nèi)的共振光，這樣的話，神經(jīng)便可以有效地成為假肢電路的一部分。理論上，通過共振光在光學(xué)纖維內(nèi)傳播的改變，假肢便可以知道大腦想要動一下手指或進(jìn)行其他運動，諸如此類。

神經(jīng)信號同樣還可以通過紅外光的照射被直接傳播進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)，該方式被稱之為模擬神經(jīng)系統(tǒng)，通過光學(xué)纖維頂端的反射器得以實現(xiàn)。

　　為了使用該傳感器的工程樣品，神經(jīng)連接需要被具體地繪制出來。比如說，通過要求患者試著舉起他失去的手臂，醫(yī)生便可以將相關(guān)的神經(jīng)連接到假肢上。

仿生狗

　　研究人員們打算在兩年內(nèi)，將這樣一個工程樣本試驗到貓或者狗的身上。在那之前，這種傳感器需要從幾百微米縮小到50微米。而該科研項目得到了來自美國國防部高等研究計劃局560萬美元的經(jīng)費支持。

　　克里斯滕森說道，終會有一天，這些傳感器和光學(xué)纖維可以像跳接線一樣，通過形成從大腦一直到腿部的神經(jīng)線路，以繞開已經(jīng)損傷的身體區(qū)域，最終幫助脊髓損傷的患者恢復(fù)運動能力和知覺。

　　亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院的生物工程學(xué)家拉維-貝爾對此感到印象深刻，他說：“我將會對該傳感器的研制成功感到無比興奮，因為如何與神經(jīng)系統(tǒng)之間建立可靠的連接，對人類這一愿望能否成真十分重要�！�

　　但是來自英國雷丁大學(xué)的馬克-加森認(rèn)為，這樣一個傳感器仍然可能被人體所排斥。他說：“雖然當(dāng)前有許多生物相容性材料可以利用，但是，我依然十分懷疑它們是否能夠完全地排除某些形式的免疫反應(yīng)。”

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