太牛了!这小伙儿用意念指挥机械手臂,和奥巴马握了个手!

医疗健康 来源:奇点网(微信号:geekheal_com) 作者:李盈
2016
10/19
13:12
奇点网(微信号:geekheal_com)
作者:李盈
医疗健康

10月13日,历史将会记住这一刻!

Nathan Copeland,一名瘫痪男子利用意念控制的机械手臂和美国总统奥巴马「握手」,此举在医学研究上具有重大意义,这意味着完全瘫痪病人首次恢复了知觉。

「他拥有令人惊讶的准确度」,奥巴马说,「当我和机械假肢握手时,它同时给Copeland的大脑发送信号,因此Copeland能感觉到我在触碰或移动他的手臂。」奥巴马对匹兹堡大学的研究者表示祝贺,称其这项技术「令人震惊」。

「那仿佛是从我自己的手传来的感觉一样,」 Nathan Copeland说。他今年30岁,18岁时一次严重的车祸让他的脊髓受损,永久性丧失了对下肢和小臂的知觉。此后,丧失行动能力的他只能靠轮椅和假肢生活。时隔12年,借助匹兹堡大学的突破性技术,他瘫痪的手指重新获得了知觉。向奥巴马总统展现这项最前沿的研究成果之前,他处于极度的兴奋和不安中。

普通人常常被好莱坞电影和科幻小说所误导,认为残疾人士所利用假肢可以轻松应对日常挑战。然而,事实并非如此。虽然有很多研究表明可以利用脑电波控制假肢移动,但因假肢缺乏人体自然的感觉,比如说触感、压力感、温度、疼痛等等,残疾人士很难从假肢得到力度的反馈,仅捡起一个东西这个动作,都可能因为拿捏力度不对造成物体损坏或者物体掉落。

匹兹堡大学本次实验的视频链接:http://v.qq.com/x/page/j0337fxcxld.html

正因为缺乏感觉的反馈,很多残疾人士放弃使用假肢。而匹兹堡大学的研究就是要跨越这个障碍,让残疾人重新获得知觉,更好地控制假肢。10月13日,匹兹堡大学的研究团队公布了一项重要的早期发现:当研究人员蒙上Copeland的眼睛时,Copeland能够识别到底是机械假肢的哪一个手指被触碰了,其准确率为84%。本次研究成果发表在Science Translational Medicine期刊上。

这项技术是匹兹堡大学 「让假肢拥有感觉研究」的一部分。「我们获得的不仅仅是情感上的联系」,Robert Gaunt说,他是匹兹堡大学的助理教授,也是本次研究项目的领导者。「残疾人士在日常生活面临着难以想象的挑战,比如拿起东西,捡起东西,操控假肢,这些最基本的任务在没有最基本的触觉的帮助下,都非常难以完成。」

想要瘫痪人士重新获得感觉,第一步就是要将传感器放置在机械假肢内,这一步很好完成,但从这些传感器获得感觉反馈就比较棘手。

此前一些科学家把瘫患人士截肢后剩余的部分神经元直接连接到机械假肢上,但因脊髓受损会打断手臂和大脑之间的连接,这个方法行不通。借鉴之前实验中,在猴子大脑里植入传感器可以重新建立大脑和手臂的连接,2015年,匹兹堡大学对Copeland进行手术,往他大脑控制双手的区域植入了两个微小的电极(每个大约4毫米),这两块电极产生的电刺激可以让Copeland罢工了十几年的神经元重新工作。

同时,这两个电极的导线会从从Copeland的大脑延伸出来,和一台电脑以及机械假肢进行连接。植入电极之后,匹兹堡大学的研究团队花了4周的时间刺激Copeland大脑的感觉区域。当植入的电极被电脑激活后,Copeland感受到了类似触感的感觉。当机械假肢手指上的传感器和电极连接后,他能清楚地分辨出到底是机械手臂的哪根手指被刺激了,甚至有时候,他能分清是手指的哪个区域。

「我可以清晰地感觉到每根手指,那真的是非常奇妙」 Copeland说,「有时候像触电一样的感觉,有时候像压力感,但大多数时候我能分辨出每根手指的准确感觉,这就好像我自己的手指被触碰了」。

虽然本次发表的论文只描述了前六个月的研究成果,但是Copeland大脑植入电极已经有17个月了,目前反应很稳定。「这非常令人鼓舞」,Tyler-Kabara说,他是匹兹堡大学的神经外科医生,也是本次实验的研究者之一,「这意味着连接的效果不会随着时间改变,而且电刺激不会损伤大脑。」

Dustin Tyler,是美国西储大学的生物医学工程师,他说本次研究成果在恢复残疾人的知觉上取得了一个「非常重要,非常关键的进步」。尽管如此,本次研究仅仅是朝着「恢复知觉」目标的前进了一小步,仍然有很多不足。

首先,本次研究对象只有Copeland一人,在其他人身上能否重现相同的效果仍然有待验证。

其次,Copeland能够获得基本的压力感和触感,但是他仍然不能获得更为复杂的感觉,比如说运动感、温度、疼痛感,这些感觉更难获得。此外,脚部的感觉要比手部的感觉更难获得。

上述问题可以通过移动电极位置,增加电极数量或者用柔性材料植入在大脑更深部位的方法解决,但在目前技术水平下,每增加一个电极就需要更多的导线,这增加了感染的风险。因此,研究人员正在寻找如何利用无线的方式连接电极和机械假肢。

就目前来看,这项技术很难在实验室以外场景中使用,「目前仍然需要验证这种触觉反馈能否提高机械假肢的使用性能」 Richard Andersen警告说,他是美国加州理工学院的神经学专家,他的团队也在从事大脑控制假肢的研究,而且已经开始了类似的实验。

尽管如此,这项技术可以帮助瘫痪人士恢复最基本的触觉,这会让他们更加积极地看待生活。如果一个人已经很多年不能感受到他的手臂,触觉的恢复对他会产生非常大的影响,他觉得自己重新和外界建立了联系。对于Copeland来说,虽然不能把这种机械手臂带回家使用,但是他对能够帮助科学取得进步感到非常自豪。

「人机合一!」未来学家凯文·凯利早在90年代就喊出了这句口号。在接下来5-10年,脑机接口、机器人外骨骼和机器医生领域会高速发展,未来机器在医疗中究竟有多大作用,人和机器的关系究竟如何?敬请期待奇点2016年创新医疗大会,点击这里报名吧!

参考资料

【1】https://www.statnews.com/2016/10/14/obama-robot-hand/

【2】http://www.nature.com/news/pioneering-brain-implant-restores-paralysed-man-s-sense-of-touch-1.20804

来源:奇点网(微信号:geekheal_com)   作者:李盈

为你推荐

石药集团与阿斯利康成立合资公司,收到1000万美元里程碑付款资讯

石药集团与阿斯利康成立合资公司,收到1000万美元里程碑付款

双方将在河北石家庄建设新一代生物制剂生产基地,该合资公司的初始业务将聚焦于为全球市场生产及供应双方约定的生物制剂药物原液(DS)。

2026-08-05 20:49

全球首款!核心医疗人工心脏产品获欧盟CE认证资讯

全球首款!核心医疗人工心脏产品获欧盟CE认证

Corheart®6 可用于桥接心脏移植、短期心肌功能恢复治疗以及长期终点治疗,完整覆盖终末期心衰从短期生命支持到永久循环辅助的全场景临床需求

2026-08-05 20:37

国家药监局批准3款创新医疗器械上市资讯

国家药监局批准3款创新医疗器械上市

近日,国家药品监督管理局批准了河南赛美视生物科技有限公司的“三焦点环曲面人工晶状体”和深圳北芯医疗科技有限公司的“心脏脉冲电场消融仪”、“一次性使用心脏脉冲电场消融...

2026-08-05 16:47

2000年-2025年国家基本医保药品目录相关数据资讯

2000年-2025年国家基本医保药品目录相关数据

药品数量仅指药品目录西药和中成药的编号数,截至2026年7月3日,目录内3253种药品对应药品通用名5890个。

2026-08-05 14:19

80亿美元,全球两家核药公司合并资讯

80亿美元,全球两家核药公司合并

美东时间8月3日,Curium Pharma宣布与Lantheus Holdings, Inc 达成最终合并协议。Curium将以每股102 5美元现金收购Lantheus全部流通股,基础对价70亿美元,若2030年前达成...

2026-08-05 13:51

英卓凡正式在华上市,联合英飞凡用于晚期或不可切除的肝细胞癌资讯

英卓凡正式在华上市,联合英飞凡用于晚期或不可切除的肝细胞癌

为晚期肝癌患者点亮长生存新希望

2026-08-05 11:03

章科:坚持为人民出政绩  推动医疗保障事业高质量发展资讯

章科:坚持为人民出政绩 推动医疗保障事业高质量发展

医疗保障制度依法保障每一位参保群众的医保权益,有力提高全社会医疗服务的可及性,有助于增进民生福祉、缩小贫富差距,促进社会公平和共同富裕。

2026-08-05 10:48

康宁杰瑞与PathosAI达成22亿美元ADC授权协议,1.25亿美元首付款资讯

康宁杰瑞与PathosAI达成22亿美元ADC授权协议,1.25亿美元首付款

8月4日,康宁杰瑞生物制药宣布其全资子公司江苏康宁杰瑞生物制药有限公司与美国临床阶段生物技术公司Pathos AI就TROP2 HER3双特异性抗体偶联药物JSKN016达成独家授权许可协议。

2026-08-04 22:14

剂泰科技与恒瑞医药达成AI制剂合作资讯

剂泰科技与恒瑞医药达成AI制剂合作

8月3日,剂泰科技发布自愿公告,宣布自主研发的AiTEM人工智能制剂创新平台将在恒瑞医药进行本地化部署,加速药物制剂配方开发效率。

2026-08-04 13:01

以专业教育与患者为中心的创新实践,解码中国代谢健康新图景资讯

以专业教育与患者为中心的创新实践,解码中国代谢健康新图景

近日,礼来中国今日于上海世博展览馆举办年度心血管代谢健康高峰论坛。

2026-08-04 11:41

东阳光药甘精胰岛素首批115.2万支发货美国资讯

东阳光药甘精胰岛素首批115.2万支发货美国

近日,东阳光药发布公告,首批甘精胰岛素注射液(商品名:Langlara)已于7月27日自湖北宜都生产基地分批启运美国,预计8月中下旬完成全部发货。首批计划发货115 2万支。

2026-08-04 11:37

维利信LBL-024用于转移性结直肠癌获批IND资讯

维利信LBL-024用于转移性结直肠癌获批IND

8月3日,维立志博发布公告,公司自主研发的PD-L1 4-1BB双特异性抗体维利信(LBL-024)联合用药治疗转移性结直肠癌(mCRC)的开放、多中心Ib II期临床试验申请已获得国家药品监...

2026-08-04 10:22

药明康德半年业绩超预期,大幅上调全年业绩指引资讯

药明康德半年业绩超预期,大幅上调全年业绩指引

预计2026年公司整体收入由人民币513-530亿元上调至人民币585-605亿元,上调幅度约14%,持续经营业务收入同比增速由18%-22%上调至35%-39%。药明康德计划向全体股东每10股派发现金红利5 1元(含税)。

2026-08-03 20:46

3.3亿元天使轮融资,主动科技刷新国内脑机接口领域融资纪录资讯

3.3亿元天使轮融资,主动科技刷新国内脑机接口领域融资纪录

上海主动科技有限公司正式宣布完成3 3亿元人民币天使轮融资。

2026-08-03 17:48

安永吴晓颖:中国创新药全球化步入深水区,交易价值兑现成行业分水岭资讯

安永吴晓颖:中国创新药全球化步入深水区,交易价值兑现成行业分水岭

近日,安永正式发布《从中国创新到全球价值:中国创新药全球合作与交易观察》白皮书

文/张蓉蓉 2026-08-03 17:33

微创持续葡萄糖监测系统获批资讯

微创持续葡萄糖监测系统获批

7月30日,上海微创生命科技有限公司的AccuSense 妙感持续葡萄糖监测系统(CGMs)获国家药品监督管理局(NMPA)批准上市。

2026-08-03 15:34

医院要求医药代表提供相关专业学历证明资讯

医院要求医药代表提供相关专业学历证明

根据《医药代表管理办法》第十条规定,医药代表应当具有医学、药学或相关专业大学专科及以上学历。

2026-08-03 13:37

消息称阿斯利康与百时美施贵宝正洽谈合并资讯

消息称阿斯利康与百时美施贵宝正洽谈合并

知情人士透露,两家公司近几个月已就合并进行了多轮磋商,交易有望在近期落地,但也存在推迟或破裂的可能。

2026-08-03 10:55

国家医保局召开全国深化医保基金管理突出问题专项整治工作中期推进会资讯

国家医保局召开全国深化医保基金管理突出问题专项整治工作中期推进会

7月31日,国家医保局会同最高人民法院、最高人民检察院、公安部、财政部、国家卫生健康委、税务总局、市场监管总局、国家中医药局、国家药监局,10部门联合召开全国深化医保基金...

2026-08-03 10:40

第12批国采,哪家企业中选品种最多?资讯

第12批国采,哪家企业中选品种最多?

本次集采65个品种全部采购成功,全国共4 5万家医药机构报量,327家企业的521个产品获得拟中选资格,覆盖抗感染、抗肿瘤、抗血栓、降血糖、降血压、降血脂、风湿免疫、消炎镇痛...

2026-08-02 19:58