仿生肢体再现感知，伦理与安全亟需关注
几十年来，科学家一直致力于恢复四肢缺失或瘫痪人士的行动能力。然而，现有的仿生肢体存在缺陷，无法完全再现人类的感知能力。近几年，科学家们竞相赋予仿生肢体真实的感觉，这项工作涉及工程技术和感觉运动系统理解的突破。
触觉感知编码
触觉感知对于人类活动至关重要。当人们触摸物体时，皮肤上的感觉神经元会将物体的形状、压力和质地编码为电信号。科学家们正致力于解码这些神经信号，并通过身体的感觉神经直接传递信号，让患者重新获得触觉。
瑞典查尔姆斯理工大学的神经工程师贾科莫·瓦莱与截肢患者斯科特·英柏瑞合作，通过植入电极，让英柏瑞感受到了触摸某一形状边缘的微妙感觉，甚至体验到了指尖拖动物体的细腻动作。这项技术可以帮助患者更自如地操纵和检测物体，或用仿生腿获得更好的平衡感和步态。
瑞士洛桑联邦理工学院的神经工程师苏莱曼·苏库尔等人则探索了恢复患者辨别温度能力的途径。他们通过热装置刺激上肢截肢患者剩余肢体的神经，让其佩戴机械手感受到了从温暖到凉爽的奇妙变化。
运动能力恢复
除了触觉感知，运动能力的恢复也至关重要。美国麻省理工学院的工程师休·赫尔提出，让患者感觉假肢就像自己身体的一部分，而不是外在的装置，是关键。为了实现这一目标，他和其他科学家正在将人体组织与先进的合成技术相结合。
赫尔团队开发了一种方法，通过再生截肢腿残余部分的神经来恢复感觉输入。他们取下患者一小块脚跟皮肤，将其与残余的感觉神经连接。然后，皮肤移植物与肌肉-计算机接口相连，该接口通过肌肉的收缩来激活感觉神经。当肌肉收缩并对皮肤施加压力时，患者便能感受到脚跟仿佛被撞击了一般。该方法在大鼠身上成功实验，目前正在开展人体临床试验。
电子皮肤
人造皮肤是为假肢赋予真实感觉的重要领域。美国斯坦福大学的工程师鲍哲南认为，电子皮肤融合了神经科学和工程学的最新技术，有望大大拓展假肢的功能。
科学家们努力研发外观和感觉都像皮肤的人造材料。这些材料可以敏锐地捕捉环境信息，并生成信号与神经系统直接“对话”。同时，实验室也在提高电子皮肤各个组件的性能，包括环境传感器、微电路和电子接口。
美国约翰斯·霍普金斯大学的神经工程师尼蒂什·塔科尔认为，人造皮肤领域的突破需要在纳米材料和神经科学两方面实现。在纳米材料方面，需要制造出柔性有机晶体管，作为皮肤内的触觉“接收器”，并在受损时能够自我修复。在神经科学方面，相关材料需要将感官信息转换为数字数据。
伦理与安全
尽管仿生肢体和电子皮肤领域取得了令人瞩目的进展，但这些技术真正应用于改善患者生活还有很长的路要走。这些技术成本高昂，需要繁琐的实验室操作。何时能供患者轻松使用尚不确定。
此外，患者面临着伦理和安全方面的担忧：这些设备由谁来安装？医疗服务部门如何决定其费用？如果设备发生故障或制造商破产，患者可能会面临植入物无法正常工作的问题。
神经科学网络执行董事珍妮佛·芬奇表示，患者当前面临的最紧迫问题集中在伦理和安全领域：这些设备由谁来安装？卫生服务部门如何决定这些设备的费用？此外，当设备发生故障或设备制造商破产时，患者可能将面临植入物不受支持或无法工作的困境。
仿生肢体和电子皮肤技术的发展令人兴奋，但必须谨慎考虑伦理和安全问题。只有解决这些问题，这些尖端技术才能真正造福患者，让他们恢复失去的能力。
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