方達

“仿生前庭”治眩暈

上下樓梯、快速步行是每一天每一個人都會做的舉動，或許你還會一手拿著一杯提神用的咖啡，一手抓著一份當天的報紙去上班，并在過人行道時躲避著其他行色匆匆的行人向你撞來。當然，這是身體健康、視聽正常的人司空見慣的事。我們眼中的世界方正、平穩(wěn)，不像有些紀實電影用DV拍攝出來的畫面一般搖搖晃晃令人暈眩。但世界上還存在著另一些人，由于喪失了平衡感，連上述簡單的舉動都無法做到。

人體與生俱來的平衡感不是無端存在的，讓人保持平衡、讓人視線與步伐保持一致，源自人體耳道中的“前庭系統(tǒng)”。前庭可感受到人體頭位、體位的變化，可隨時調(diào)整人體的姿勢，達到身體平衡。最能讓一般人了解前庭作用的是，有些人會暈車、暈船，這是因為前庭出現(xiàn)了短暫的功能失衡。而有時候，由于使用抗生素不當、外傷、病毒感染和基因疾病等，前庭系統(tǒng)會出現(xiàn)病變，最后導致失靈。

“如果你失去了雙耳內(nèi)前庭知覺，踏上地面眼中的世界都是顛簸的?！泵绹s翰斯霍金斯大學前庭神經(jīng)工程實驗室的主管查爾斯·德拉·桑提納說，想象一下無時無刻不在暈車的感覺可以知道。患者將無法開車，甚至無法正常行走，而目前的醫(yī)療水平對這一癥狀卻束手無策。因此，許多人將這種現(xiàn)象稱之為“怪病”。

“對喪失平衡功能的成年病患，現(xiàn)在能做的只是為他們進行物理治療?！弊鳛獒t(yī)生的桑提納告訴記者，他們會建議病人在行動時努力盯緊一個固定點以保持平衡，“但前庭系統(tǒng)在極短時間內(nèi)調(diào)整人體平衡的效果，是無法用這樣的方式予以替代的。”

目前，桑提納在尋找治療這種怪病的方法，他看好的是用仿生手法為患者重造一個前庭系統(tǒng)。桑提納說研制中的仿生前庭系統(tǒng)僅是當代科學家致力于開發(fā)的仿生人體器官中的一種。當人們因遭受某種病痛或傷害失去部分重要器官，如果科學家能開發(fā)出感應器更多，更加靈活、敏感、完善的仿生器官，將最大程度彌補病痛為患者造成的傷害。而終極目標，是讓仿生器官與真實人體器官之間的差異降低到最小。要做到與人體的“無縫對接”，仿生器官研制過程需十分精細。比如仿生前庭，桑提納帶領(lǐng)的研究小組已開發(fā)出日后可用于植入人體的仿生前庭雛形。目前，他的仿生前庭裝置已在老鼠活體實驗上取得成功，并正在猴子身上做進一步測試。科研人員同時要將裝置做得更小巧，以減少耗電量。

無獨有偶，華盛頓大學的外科專家與耳鼻喉科教授杰·魯賓斯坦也開發(fā)了類似的仿生前庭裝置，已搶先向美國食品與藥品監(jiān)督局發(fā)出要求用于臨床試驗的申請?！叭绻M展順利，今年秋天這個裝置可在人類志愿者身上產(chǎn)生作用?！?/p>

據(jù)悉，將仿生前庭推廣到普通患者身上，還需相當長的時間。因為材料、技術(shù)的特殊與精細，使仿生器官造價十分高昂，一個仿生前庭的成本目前高達上百萬美元。魯賓斯坦說，目標不僅完善仿生器官的功能，還要降低成本，讓患者都能裝得起。

“親愛的”人工視網(wǎng)膜

日前，在美國明尼蘇達州的一家診療中心，一名68歲失明男子裝上仿生眼后，首次看到與他結(jié)婚10年卻從未“親眼見過”的妻子，該男子驚呼：“親愛的，你真美?！?/p>

澤拉德原本是一名化學家，由于患上色素性視網(wǎng)膜炎，其視力逐漸衰退，并于20年前失去工作能力。10年后，澤拉德完全失明。不久前，美國梅奧醫(yī)學中心為澤拉德定制了一套“仿生學眼鏡”，包含一顆人造眼球和若干芯片，可將光線信號繞過視網(wǎng)膜直接傳送至病人的視覺神經(jīng)。

據(jù)悉，今年1月，一個微小的晶片狀芯片被植入澤拉德的右眼。經(jīng)過手術(shù)和康復后，澤拉德如今已能分辨出人的外形及物件的大致輪廓，無需輔助即可在室內(nèi)行走。隨著訓練和仿生眼系統(tǒng)升級，5年后他的視力也許能夠更清晰。

有科學家告訴記者，令澤拉德受益的是一種名為“阿爾古斯II”的人工視網(wǎng)膜裝置。這套裝置的核心是由60個微型電極組成的網(wǎng)格，需植入病人視網(wǎng)膜內(nèi)。病人還要戴一副太陽鏡，里面配有一個視頻攝像頭和一個數(shù)字信號處理器。芯片將攝像頭捕捉到的光轉(zhuǎn)變成腦電活動信號，然后將信號無線傳輸?shù)脚c電極網(wǎng)格相連的接收器。

“這些電極其實就是微型玻璃針，可模擬視網(wǎng)膜的神經(jīng)細胞，然后將信號傳輸?shù)截撠熖幚硪曈X信息的大腦區(qū)域，通過這一刺激便可讓人感受到視覺?！眳⑴c此項技術(shù)的研究者告訴記者，澤拉德是全球第101位安裝“阿爾古斯II”人工視網(wǎng)膜裝置的失明者，也是美國第15位接受此類手術(shù)的病人?！澳壳?，做一次‘阿爾古斯II手術(shù)要花10萬美元（約合人民幣614000元）費用，但患者視神經(jīng)必須完好，如果視神經(jīng)受到破壞或因其他原因失明，便無法使用這種設(shè)備?！?/p>

而在日本，大阪大學醫(yī)學院教授瓶井資弘等人也在進行人造視網(wǎng)膜臨床試驗。

瓶井資弘稱，試驗需要向接近失明者眼內(nèi)植入電極，接受試驗的第一例患者視力恢復到了能夠辨別物體形狀的程度。他說其研究團隊預定今年6月實施第二例手術(shù)?！霸诖_認安全性與治療效果后，計劃2018年得到日本厚生勞動省批準基礎(chǔ)上投入實際臨床應用。到哪里，許多患者都可以清楚地看到‘親愛的?！?/p>

被大腦操控的“仿生手”

不久前，英國《每日郵報》報道稱，奧地利科學家成功研發(fā)出一種由大腦控制的“仿生手”，為3名奧地利男子重建了手部功能，使用者可以通過“仿生手”進行日常簡單活動，這尚屬全球首次。

據(jù)悉，這種新手術(shù)方法的開創(chuàng)人是奧斯卡·阿茲曼，他是修復外科手術(shù)的世界級專家。而接受手術(shù)的3名奧地利男子，均因車禍或登山意外致臂叢神經(jīng)損傷。

臂叢神經(jīng)指的是從脊椎到上臂的神經(jīng)網(wǎng)絡。據(jù)阿茲曼教授介紹，臂叢神經(jīng)損傷其實是一種內(nèi)部“截肢”，這種損傷通常由高速碰撞創(chuàng)傷引發(fā)，雖然手不是真的斷掉，但卻接收不到大腦的信息，導致手臂永久癱瘓。

重建手部功能的手術(shù)包括三部分，一是病患必須同意截肢，切掉已失去功能的真手;二是從大腿移植自身肌肉及神經(jīng)至前臂，來連接內(nèi)置感應器的“仿生手”;三是“仿生手”與大腦通過電子信號連接，這些信號讓病患得以操控“仿生手”并改善生活品質(zhì)。

據(jù)了解，裝上“仿生手”后，病患還要學習如何操控移植肌肉等。目前看費用還稍稍有些高，整個手術(shù)加康復費用需要3萬歐元。雖然“仿生手”的敏感度始終不能與真手相比，但接受手術(shù)的三個人現(xiàn)在已能完成拿起雞蛋、用水壺倒水、使用鑰匙、用刀切食物及用兩只手解扣子等日常動作。

30歲的馬里克維奇十多年前因摩托車事故失去右手功能，完全無法移動手臂。他是接受手術(shù)的三名病患之一，在向媒體展示他的“仿生手”時，他輕輕一按就把“手掌”整個拆下，宛如科幻電影中的“生化人”走進現(xiàn)實。

阿茲曼博士告訴記者，雖然“仿生手”沒有觸覺，但已大幅改善了使用者的生活質(zhì)量。

馬里克維奇也表示：“這是一種全新的生活，它現(xiàn)在就是我的一部分，沒有它完全不行。最重要的是我可以陪著3個孩子玩耍，重新拾起了原來的玩樂時光。目前我?guī)缀跄軌蜃龅剿械氖?，沒什么特別感覺，只是撿皮球時有那么一點困難?！?/p>

目前看，這是世界上首次恢復無用四肢功能的外科手術(shù)，給患有其他外傷或者有先天缺陷的人帶來了希望。但并非所有人都適合接受這款“仿生手”，阿茲曼博士表示：“有些人可能最終因為缺乏神經(jīng)線做移植或心理質(zhì)素欠佳，而不能接受這種手術(shù)?！?/p>

另有科學家告訴記者，目前的醫(yī)學科學不僅能夠制造出仿生手，還可制造出仿生心臟、仿生神經(jīng)、仿生軀干、仿生膝蓋等。

■鏈接

能健身心的仿生運動

□康建

“仿生”運動是運動的一種，長期堅持可強身健體。

仿貓拱腰

每天清晨睡醒后趴在床上，撐開雙手，雙腿伸直合攏，撅起臀部，像貓兒拱起脊梁那樣用力拱腰，再放下高翹的臀部，反復十幾次可促進全身血流暢，防治腰酸背痛等疾病。

仿狗行走

像狗走路一樣，將四肢著地，右手和左腳一起，左手和右腳一起伸出去移動身體前行。每天堅持20分鐘，可防止由于長時間站立或行走而引起的腰痛、胃下垂、痔瘡及下肢腫脹等。對防治腰痛尤其有效。

仿蝗蹺腿

將身體俯臥，雙肘彎曲，雙手放在胸部下方床板上。接著上身仰起，雙腳并攏并盡量抬高，緩慢進行3次腹式呼吸，每天可做數(shù)次。效仿飛蝗蹺腿尤其適合女性，對減少腹部脂肪很有效。

仿駝瑜伽

是效仿駱駝動作的瑜珈姿勢。首先雙手放在腰間，雙膝跪在地上，然后慢慢把上身向后仰，仰至快要不能支撐時用雙手握住雙腳后踝部，保持后仰姿勢，以腹式呼吸重復3次，此法使大腿和腹部肌肉得到充分運動，預防脂肪沉積，有利減肥。同時，由于腹部繃緊刺激了腸道，對預防便秘效果明顯。

仿貓打盹

貓是有良好習慣的動物，每天總是在相同時間睡覺，而且每次睡的時間都一樣多。貓還常打盹，以彌補正常睡眠不足。有學者研究認為，人和貓有著類似精神狀態(tài)，仿貓打盹有助恢復精力，是克服疲乏的好方法。研究發(fā)現(xiàn)，人仿貓打盹時大腦和肌肉立即呈松弛狀態(tài)，腦頻率從每秒10次降至每秒1次，非常有助于精神和體力恢復。