的2021年神经调节科学与PINS奖被授予教授Stanisa Raspopovic他在神经技术方面的创新带来了一种有前途的新型人工腿，可能会提高截肢者的生活质量。
该奖项颁发给1500字的论文作者，该论文描述了过去三年发表的杰出研究。拉斯波波维奇接受了采访188金宝搏备用就在他获奖之前。
留下下肢
关于神经假体研究的一个值得注意的事实是，尽管有很大一部分头条新闻的研究集中在创新的机械臂上，但腿代表了五分之四的失去的肢体。拉斯波波维奇说:“我相信人们对上肢截肢的关注是因为人类对手的迷恋。”糖尿病等外周动脉疾病的增加，使得下肢截肢的数量远远超过上肢。
上肢截肢者也有更多的临床选择。拉斯波波维奇说:“你可以使用静态解决方案或使用剩余的手臂，”而失去一条腿的人需要一个可移动的假肢来恢复功能。
这条腿(如图)旨在通过增加用户体验的身临其境感来改进传统假肢。图源:Raspopovic实验室
拉斯波波维奇解释说，以前在机器人和机械设计方面取得了引人注目的进步，这意味着假肢创新的瓶颈不在于设备本身的功能，而在于它如何与大脑连接:“我们试图设计一种能够与残余神经系统进行直观接触的设备，”他说。“这是病人想要的。他们不想要一个需要训练才能使用的设备，他们想要直观地使用它。”
他的团队为神经假体的设计创造了一种定制的方法，并在他的论文中进行了阐述。研究小组并没有从截肢的肢体开始研究，而是先研究完整的肢体，仔细研究大脑和周围神经之间的联系，这有助于准确地找出哪些神经有助于正常的步态和运动。这使得他们能够非常精确地设计植入电极来刺激神经系统的目标区域。在此过程中，他们为义肢的使用者创造了一种感官体验，这种体验自然地模仿了完整腿的感觉。
“我们设法创造了一种适合与神经系统对话的刺激语言。这花了十年的时间在现实中进行研究，”拉斯波波维奇解释道。
由此产生的“传感腿”将人工膝盖和脚上的传感器与剩余的周围神经系统连接起来。一个无线外部控制器设备读取假体产生的压力信号，并将一系列相应的刺激传递到用户残肢的神经。
通过运行用户察觉不到的延迟，拉斯波波维奇的腿为用户重现了自然的触摸和压力感觉。研究表明，这种连接非常可靠，即使从用户身上移走了腿，他们也能分辨出肢体是否在不同的地方被触摸或弯曲。用户在复杂地形上的导航能力也得到了显著提高。
降低心脏病发作的风险
该系统的好处不仅仅是恢复运动。使用传统假肢的截肢者会遭受一种可能不太明显的状况——走路时代谢负荷增加带来的心脏病风险增加。拉斯波波维奇说:“它们的痛苦是因为它们的生物力学是不规则的。”“你可以看到，即使他们只是爬楼梯，与未截肢的人相比，他们也会明显更疲劳。”通过恢复正常步态的感觉，拉斯波波维奇的设备的使用者能够指挥更有效的运动，并减少他们的代谢消耗。
截肢者经常遭受幻肢痛(PLP)的困扰，幻肢痛是一种不舒服的感觉从已经不在那里的肢体散发出来。Raspopovic的植入电极系统可以设置为“神经起搏器模式”，在那里它向残余神经释放信号，从而减少PLP。通过专注于更自然地模仿完整肢体产生的信号的刺激，Raspopovic的文章表明，该系统可以重塑周围和中枢神经系统，从而对PLP产生治疗作用，而不仅仅是止痛作用。
但该系统最大的好处并不是可以用疼痛量表或行走步数来衡量的。更确切地说，患者将假肢视为自己身体一部分的方式有所改善，这才是最大的不同。尽管传统假肢的重量通常不到骨肉腿的一半，但用户经常说它太重了，让人不舒服。使用这些旧假肢时认知负荷的增加表明神经系统斗争加入新的生物力学成分。相比之下，用户报告说，拉斯波波维奇肢体的“重量”都有所改善，使用时认知负荷也有所减轻。
患者受益
虽然拉斯波波维奇的文章讨论了假肢系统的社会效益，它可以恢复自然运动，同时减轻疼痛和心血管负担，但他最大的动机是他的设计给个别患者带来的好处。一项针对使用过他的系统的患者的调查显示，他们普遍感到满意。在回答一个问题时，“什么会带来最大的好处?”一名用户简单地说，“这个假肢，准备好了。”
拉斯波波维奇期待着增加该项目的资金，使所有能从中受益的人都能获得假肢。“我真的很喜欢这份工作中帮助别人的部分。这是推动我们前进的动力。除了这份工作，我什么都不会做。”他总结道。
参考：
神经康复的神经机器人。科学。2021;373(6555)。doi:10.1126 / science.abj5259
