创造了新一代的假肢

巴西高中生路易斯·费尔南多·达席尔瓦·博尔赫斯(Luiz Fernando da Silva Borges)正在努力让那些使用假肢的人恢复失去的动作。

一位年轻的科学家正在研究一个答案:新一代前臂假肢，它将使佩戴者能够执行精细运动任务，如在键盘上打字或弹钢琴。目前的假肢只允许预先编程的动作来打开、关闭或指向假肢手。他解释说:“由于在将肌肉活动转化为运动之前，(假肢传感器)必须读取肌肉活动，目前的方法使运动受限、缓慢且不是连续的。”这意味着，例如，有假肢前臂的人不能总是感觉到压力或抓取精致的物体有困难。

据2012年的一份报告称，有时，截肢者能接触到的最好的技术是“一只移动缓慢、感觉不到任何东西、经常误解使用者意图的笨重手臂”文章在《连线》杂志．

他正在研究新一代前臂假肢，可以执行精细运动任务。

路易斯创造了脑机接口，以更好地控制假肢和改善他们的触觉反馈。这项工作的另一个令人兴奋的潜力是，它可能通过提供一种恢复运动和感觉的方式来帮助无法沟通的昏迷患者。

路易斯解释说，全世界每年都有数千人被错误诊断为植物人或昏迷。他说:“我无法想象这些人有多痛苦和恐惧，他们知道真相却无法沟通。”“我决定为所有这些人发声，把(我的项目)的应用扩展到在手术中被麻醉的人或患有大脑疾病的人。”

路易斯说，恢复被截肢者的运动和敏感，帮助人们交流，不仅仅是用技术解决健康问题。“它让人们重获作为人的尊严。”

为什么这个高中生追求乌托邦

路易斯受到美国电视节目《豪斯医生》的一集的启发，发明了一种精确测量幻肢运动的方法。他使用脑机接口的“连续解码方法”将其与截肢者残肢上的肌肉活动联系起来。

路易斯说:“这种假肢控制方法可以恢复大部分失去的肢体运动，并使手部关节和手腕的运动连续、独立和流畅。”

首先，路易斯致力于在假肢中增加手部关节的连续和独立控制。他需要测量大脑活动和身体动作，建立一个解码程序，并将其插入大脑活动中进行测试，以观察程序转换运动动作的效果。这种方法首先是通过猴子的大脑活动来控制视频游戏。

这种方法使手和手腕的动作连续、独立、流畅。

路易斯在虚拟现实环境中训练截肢者，他们可以控制和感受虚拟前臂的运动。被截肢者以电子游戏的形式控制假肢的运动。这使得路易斯可以通过一个反馈触觉模块在被截肢者的肱二头肌上传递强度和温度的信号，这使得信号看起来像是在幻肢的末端。这帮助他们的大脑处理信息，就像他们截肢前失去的肢体一样。

“我不能透露关于新的计算机大脑接口设计的太多细节，因为我还在研究技术细节，”他说。“但一旦准备就绪，这种新的范式将能够帮助人们与外界沟通。”

它让人们重获作为人的尊严。

接口的另一个方面是对假肢手关节的独立控制，路易斯通过“从截肢者残肢的剩余肌肉中收集的肌电图信号的某些方面的连续解码”实现了这一点，他说。

通过添加高分辨率的触觉反馈，包括力和温度，有可能摆脱幻肢综合征，这种症状有时会影响截肢者。当人们在截肢后的肢体上出现包括疼痛在内的感觉时，就会发生幻肢综合征。它会在肢体所在的区域产生感觉，就好像肢体还附着在他们的身体上。路易斯的方法可以帮助截肢者意识到感觉来自哪里，并重新学习真正的触觉反馈。

路易斯说:“用我的方法，可以让经桡骨截肢者恢复更多自由度的连续控制，而不是用目前的假肢控制方法，这种方法自发明以来并没有太大变化。”