再次触摸腿部可以改善截肢者的健康
当走路时，双腿完好的人可以感觉到膝盖的移动或脚接触地面的时候。神经系统不断地利用这种感觉反馈来精确地控制肌肉。然而，使用假肢的人并不确切地知道假肢的位置，它是如何移动的，或者它站在什么样的地形上。他们在走路时往往不能完全信任假肢，导致他们太过依赖自己完好无损的腿，这反过来又降低了他们的行动能力，并导致他们很快疲劳。
例如，对于佩戴假肢的人来说，在鹅卵石或沙子上走一走就会非常疲惫。此外，截肢的人可以体验幻肢痛这是一种现有药物通常无法治疗的疾病。萨沃·慌克(Savo Panic)经历过这种现象，他说他晚上会因为幻痛而醒来:“我没有的脚趾疼。我的大脚趾，脚，脚跟，脚踝，小腿——它们都很疼，而我甚至没有它们。”
由苏黎世联邦理工学院和总部位于洛桑的初创公司sen - sar领导的一个国际研究团队现在开发了一种接口，可以将假肢与用户大腿上的残余神经连接起来，从而提供感官反馈。在与贝尔格莱德大学合作进行的一项研究中，科学家们用两名志愿者测试了这种神经反馈系统，这两名志愿者都有膝盖以上的腿部截肢，并使用了假肢，Panic就是其中之一。
正如研究人员在最新一期的杂志上报道的那样，这种解决方案在许多方面对截肢者都有好处自然医学．苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统研究所教授Stanisa Raspopovic说:“这项概念验证研究表明，使用与神经植入物一起工作的假肢来恢复感觉反馈对腿部截肢者的健康是多么有益。”
将人工信号转化为自然信号
提供神经系统与感觉信息，科学家们从一种商业化的高科技假肢开始。他们将触觉传感器连接到假肢的脚底，并收集由假肢的电子膝关节提供的膝关节运动数据。
在为期三个月的实验中，外科医生在每位志愿者的大腿上放置了微型电极，并将电极与腿上残余的神经连接起来。“手术的目的是在神经内的正确位置引入电极，以恢复栩栩如生的感觉反馈，并保证电极的稳定性，”贝尔格莱德塞尔维亚临床中心的整形外科医生、教授Marko Bumbasirevic说，他是负责电极植入的临床医生。电极由弗莱堡大学的科学家开发，假肢来自假肢公司Össur;两人都积极参与了这个项目。
该研究团队开发了一种算法，将触觉和运动传感器的信息转化为电流脉冲——神经系统的语言——传递到残余神经。然后，自然会完成剩下的工作:残余神经发出的信号被传送到人的大脑，从而使人的大脑能够感知假肢，并帮助使用者相应地调整他们的步态。机器和身体终于连接起来了。
走路时省力
作为研究的一部分，志愿者们接受了一系列测试——有和没有神经反馈的交替试验。结果清楚地表明了反馈是多么有利:有神经反馈的行走对身体的要求要低得多，这从志愿者行走时耗氧量的显著降低就可以看出。
研究人员在试验中通过大脑活动测量显示，有神经反馈的步行在精神上也不那么费力。志愿者不需要把注意力集中在他们的步态上，这意味着他们可以把更多的注意力放在其他任务上。
在一项困难的测试中，志愿者们必须在沙子上行走，反馈再次使他们走得更快。在调查中，志愿者表示神经反馈极大地增加了他们对假肢的信心。
减少幻肢疼痛
与神经系统的接口也可以用来刺激独立于假体的神经。在试验开始前，两名志愿者都抱怨幻肢疼痛。在一个月的神经刺激治疗项目中，一名志愿者报告疼痛明显减轻;另一个是恐慌，疼痛完全消失了。他说:“自从我开始这个治疗项目以来，在接受了电刺激后，我没有感到任何幻痛。”
科学家们对这些结果持乐观态度。然而，他们指出，为了提供更可靠的数据以得出更重要的结论，需要进行更长时间的调查，进行室内评估，并招募更多的志愿者。在有时间限制的临床研究中，假体发出的信号通过皮肤的电缆传送到大腿的电极上。这意味着志愿人员必须定期接受体检。为了消除这种需求，科学家们打算开发一种完全可植入的系统。SensArs的首席执行官弗朗西斯科·佩特里尼说:“在SensArs，我们计划开发一种无线神经刺激设备，它可以像起搏器一样完全植入患者体内，并可以推向市场。”
进一步探索
