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让假肢感到痛

2018-12-05叶德圣

科学之谜 2018年11期
关键词:电脉冲假肢触觉

叶德圣

或许有人很坚强不怕痛,而如果有人说喜欢痛,你相信吗?今天正有一些人在追求着痛感。

痛觉是一种保护

实际上,痛觉是人体非常实用的一种保护机制,它是身体对所遭受伤害的一种提示,以强烈的感受“提醒”身体立即远离伤害。

如果一个人感觉不到痛是非常不妙的,他会很容易受到致命伤害。世界上,有少部分人天生没有痛觉。他们生活得举步维艰,生命时刻徘徊在死亡边缘。比如无痛觉的婴幼儿会在吸吮手指时,不小心把肉咬下来,但却浑然不觉继续咀嚼;无痛觉的孩子可能会一时好奇,把手伸进滚水中,但却感觉不到烫伤(致命)疼痛,还可能继续玩下去。事实上,这些无痛觉的孩子很少长大成人,基本都夭折而去。

除此之外,还有些人会因意外而“后天”失去痛觉,他们就是一些残疾人,尤其是断肢并接续假肢的。假肢使用过程中,偶尔会发生碰撞、刮刺,不可避免地伤害到假肢。目前技术尚无法恢复假肢的神经,也就意味着假肢受到损害时,使用者不可能第一时间察觉。要么后来用眼睛才能发现,要么损害严重无法正常使用了才被发现,这存在一定安全隐患。

痛觉假肢

为此,美国科学家正在努力研制附带痛觉的假肢,这有着十分重要的开创意义。感觉到痛,可以使假肢更真实,更像是身体的一部分,而不是安装在身上的工具。

这种技术被称为“电子真皮”,就是假肢手指上的电子皮肤,具备感受到一定压力的触觉,由一层薄薄的橡胶和纺织物共同构造而成。它还能感受到圆形、锋利、尖锐物体之间的差别,把“触觉”信号转换成一系列电脉冲。

最早尝试痛觉假肢的是一位29岁志愿者,他几年前因血液感染而截掉了双臂。研究人员首先测试他的断臂,把电脉冲作用在不同部位,发现某些部位会使他“感觉”像拇指带来的触觉,另一些部位则像食指带来的。如果改变电脉冲的种类,触觉的轻重感也会改变,包括轻微触碰、中度挤压等。

利用这些触感,并结合疼痛指数(共有1~10,其中1=舒适,10=致命疼痛),研究人员将觸觉的痛感指数限制在3以下。借助这些感觉,这位志愿者用假肢去触摸,就能区分出圆形和尖锐物体,并捡起它们。

这使他在多年以后,再次直接体会到自己有一双真实的手!也借着痛的感觉,他可以本能地判断出手臂是否处于危险中,这更有利于避免假肢的意外损坏。

最终,科学家希望假肢能有一定的“自我意识”。当手指抓到太尖锐的物体时,它能立即松开放下,不需通过大脑来控制;当抓到太滑的东西时,它能释放更大的力,握得更紧,就像人本能的条件反射一样。另外,使用者还可以“强迫”它去做事,控制它的本能反应,就像特殊情况下,人把手伸进火里取东西一样。这才是真正意义上的完整的“手”。

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