能完全響應(yīng)人體神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)義肢接口讓患者恢復(fù)“仿生行走”

《自然·醫(yī)學(xué)》1日發(fā)表的一篇論文，報道了神經(jīng)義肢接口的最新突破，其能讓仿生腿完全響應(yīng)人體神經(jīng)系統(tǒng)，在臨床試驗中，改善了截肢人士的行走控制，讓他們恢復(fù)了“仿生行走”。這一結(jié)果表明，即使只恢復(fù)部分神經(jīng)信號傳導(dǎo)，或也足以實現(xiàn)神經(jīng)義肢功能的臨床相關(guān)改善。

人體為了讓其肢體在其活動范圍內(nèi)活動，肌肉會以成對的主動肌-拮抗肌發(fā)揮作用，這反過來能將本體感受信號傳給中樞神經(jīng)系統(tǒng)，給人體提供四肢位置和運動的意識。不過，手術(shù)截肢會導(dǎo)致截肢位置的神經(jīng)-肌肉架構(gòu)嚴(yán)重受損形成殘肢。殘肢斷開的肌肉會被包住，形成充足的軟組織墊層作為義肢接受腔，這會破壞自然肌肉動力學(xué)和本體感受。

美國麻省理工學(xué)院團隊研發(fā)的神經(jīng)義肢接口，通過手術(shù)將成對的主動肌-拮抗肌與感知電極相連。這些成對的動態(tài)肌肉在殘肢內(nèi)通過手術(shù)構(gòu)建，作為腿部截肢人士的神經(jīng)義肢控制和本體感受來源。具體來說，這個接口能將患者的神經(jīng)控制信息傳給一個外部義肢，并進一步將義肢位置和運動感受傳回給使用者，恢復(fù)其本體自然感覺。

團隊隨后在臨床試驗中測試這種仿生義肢的效果，試驗共有14名單側(cè)膝下截肢的受試者，其中7人有神經(jīng)義肢接口。與沒有接口的膝下截肢人士的行走速度相比，這些受試者的行走速度提升了41%，與未截肢人群的行走速度相當(dāng)。此外，他們的行走表現(xiàn)在真實世界環(huán)境中也非常好，這些環(huán)境包括斜坡、臺階和被堵住的小路。

團隊表示，他們的研究結(jié)果或可用于指導(dǎo)今后的重建技術(shù)，這類重建技術(shù)的目標(biāo)是恢復(fù)截肢或運動癱瘓人士對人體行動的神經(jīng)控制。

作者：張夢然 來源：科技日報

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。