3年前，阿曼达·凯茨在一次车祸中失去了左臂。但现在她已经可以同12岁的儿子一起踢足球、用双手给孩子换毛衣、系鞋带并且拥抱孩子。

 

今年40岁的凯茨之所以能够完成所有这些事情，依赖于她身体的一个新部件———一只智能仿生左臂，该手臂可以更自由活动，并且，她只需通过自己的意念就可以控制这只新手臂。“我能够同时移动我的手臂、手腕和肘部，只要我想，我的肌肉就会动。”

 

 

这一切都要归功于一种名叫“靶向肌肉重新支配神经”（targetedmusclereinnervation，TMR）的新手术，该手术允许接受手术者通过使用接通电源的神经和大脑，来比以往更加自由地移动仿生手臂。

 

科学家将截肢手术后保存下的神经同身体内的另一组肌肉（常常是胸部的肌肉）连接在一起，然后在胸部肌肉上放置电极，当患者想移动手臂时，大脑发送信号，这些信号先使胸部肌肉收缩，然后发送电子信号给仿生手臂，指导手臂移动。这个过程同健康人一样，只需要有自觉的意识就可以。该研究成果发表于2月10日出版的《美国医学协会期刊》网络版，使用该技术可以操纵10种手臂、手腕和肘部的动作。

 

然而，一般的义肢只能完成肘部弯曲、翻手腕以及打开或合上双手的动作，且速度很慢。美国南加州大学生物医学工程教授杰拉尔德·勒伯说，一般义肢的每一个运动都需要独立的马达，都需要被准确控制，而且也需要有意识地收缩背部的肌肉。

 

例如，凯茨进行该手术之前，她必须用一种特殊的方式活动背部的肌肉来使手腕转动，并且弯曲其三头肌来上下移动肘部。她说：“这是一项很琐碎的工作，对我没有任何帮助。”

 

美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的生物医学工程师斯图亚特·哈什巴格说：“‘靶向肌肉重新支配神经’手术将大大影响仿生义肢领域，它将被用于临床医学和手术中，其控制一个完美义肢的能力将令所有人震惊。”

 

 

多年来，科学家一直在寻求新方法和新技术，帮助残障人士更好地补偿他们失去或者残疾了的四肢。很多人在军队中或在其他事故中受伤被迫截肢，加之技术的不断进步都催化了义肢技术的发展。

 

手臂成为特殊的焦点。一直以来，科学家成功地研发了很多义肢，但义肢完成动作的复杂性和灵活性比较差的问题一直困扰着科学家。他们进行了很多探索，包括设计更加柔韧和敏感的皮肤和手臂；在义肢中植入无线电设备等。科学家也曾将传感器植入两只猴子的大脑，以使其能够控制一个机械手臂；还使一个残疾人能够借助意念在计算机屏幕上移动光标。

 

其中的一些方法没有获得管理部门的支持，最后都不了了之。但这项通过靶向肌肉，重新支配神经的技术不需要管理部门的支持，因为它由手术和当前存在的设备合作完成，它的局限性在于：并非每个病人都合适；价格比较昂贵；需要花费数月来等待接通电线的布线神经生长并且变得高效等。

 

2001年，芝加哥康复研究所（RIC）人工假肢神经工程设计中心主任托德·库伊肯成为该技术的探路先锋，目前，在美国、加拿大和欧洲，已经有30个人进行了该实验，包括8个士兵。

 

库伊肯说，进行了该手术的许多病人不仅能操控自己的义肢，而且，当他们的胸部被触摸时，也会有感觉。不管怎样，“靶向肌肉重新支配神经”手术仍然是目前最先进的技术，它允许神经系统直接控制义肢的运动。

 

 

库伊肯称，在士兵身上进行该手术增加了额外的挑战，因为战场上的受伤常常对神经、肌肉或骨骼造成过度伤害。

 

25岁的飞机驾驶员丹尼尔2005年在伊拉克受伤，他去年进行了该手术，他说，他的左手义肢现在能够自然而迅速地活动。他说：“这是一个漫长的过程，神经生长好，然后能够捕捉信号等都需要花费很长的时间。”

 

专家也称，这项技术还有很长的路要走。

 

勒伯说：“这是关键的一步，但仅仅是我们获得真正正常手臂的一小步。现在我们正介于电影《奇爱博士》中的手臂（在电影中，其仿生手臂可以自如地，无需控制地做出敬礼的动作）和《星球大战》中的卢克·天行者的手臂（在电影中，被砍下的手臂仍可重新自由活动）之间。义肢要达到具备和普通手臂一样的功能还需要很多年。”（来源：科技日报 刘霞）