科学家用脊髓刺激器，让截肢者有望恢复对断肢处的知觉

时间：2020-07-23  作者：盛诺一家

尽管，在截肢后对断端的剩余神经进行刺激来模拟触觉是有可能的，但这种手术的复杂性非常高，也非常的个人化。但是，根据匹兹堡大学康复神经工程实验室的一项新的研究，通常用于缓解慢性疼痛的脊髓刺激器，可能会提供一种直接和通用的方式来，增加义肢的感觉反馈。

研究详情

在2020年7月22日发布在《eLife》的研究中，4位截肢患者使用了脊髓刺激器，在启动后会在他们的断臂上产生一种有真实感觉的错觉。

文章的资深作者、匹兹堡大学医学院物理医学和康复学助理教授Lee Fisher, Ph.D.表示：“这项研究的独特之处在于，每年有5万位患者植入我们所使用的这种设备来缓解疼痛，在全国各大医疗中心的医生都了解这种手术的操作，并且我们用高度专业化的设备和程序得到了类似的结果。”

所植入脊髓的电极线，Fisher教授描述它的大小和形状为“胖意大利面”，电极线延脊柱放置，略靠向一侧，放置在传递手臂感觉的相同神经根之上。由于这是一个脊髓植入物，所以即便是肩部截肢的人也可以使用这个设备。

Fisher教授的研究团队对植入的电极不同部位进行电流脉冲，每次一个，而受试者则使用平板来告知他们的感受以及位置。所有的受试者都在他们的断臂或断掌的某些部位出现了感觉，并且他们将受影响区域的范围标记在了空白的人形表格上。有3位受试者报告称在单个手指或部分手掌上出现了局部感觉。

“我非常惊讶，人们报告称在极小的部位有感觉”，Fisher博士表示，“这很重要，因为我们希望仅在义肢接触物体的时候能够产生感觉。”

当受试者被要求叙述除感受位置以外，对所感受到刺激的进行描述时，全部4位受试者报告称是自然感受，例如触摸和挤压感，不过这些感觉常常与明显的人造感觉混杂在一起，比如酸麻、嗡嗡声或刺痛。

尽管在电极植入后的几天内，一定程度的电极移动是不可避免的，但Fisher教授的团队发现，电极和它们所产生的感觉在长达一个月的实验中大多保持不变。这对于制造可以给使用者带来感知反馈的义肢来说非常重要。

“这些设备的稳定性十分关键”，Fisher教授说，“如果电极移动，在我们进行刺激的时候将会改变受试者的感受。”

后续研究

下一个巨大的挑战是设计可以完全植入的脊髓刺激器，而不是使用体外链接的刺激器。并且，需要证明这种刺激器的感受反馈可以帮助改善在执行功能性任务时对义肢手的控制，例如系鞋带，或握住鸡蛋而不意外将其捏碎。

另一个优先考虑的是缩小电极产生电流的部分的接触面积，这可能会让使用者体验到更多的局部性的感觉。

“我们的目标并不是研发一种可以让人永久使用的设备，”Fisher教授表示，“我们主要是想证明像这样的设备可以使用的可能性”。

来源：

本文编译自匹兹堡大学2020年7月21日发布在Medical press的《Spinal stimulators repurposedto restore touch in lost limb》

原文链接：

https://medicalxpress.com/news/2020-07-spinal-repurposed-lost-limb.html

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