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【生活智庫】沒有神經的部位也可感應冷暖 新技術令義肢成為身體一部分

將暖包放在手臂上,皮膚接觸暖包的位置會感知溫度。失去了前臂的截肢者本來無法有這種感應,但是科學家利用他們的「幻肢」(Phantom limb)和「幻痛點」原理創出一種技術,讓義肢也能夠感受到溫度,而不再只是冰泠、沒有知覺的金屬裝置。

所謂「幻肢 」是指某些人在截肢後會產生幻覺,感覺失去的手臂或腿部仍然附著軀幹,並與身體其他部分一起活動。有些人即使失去了肢體多年,仍然有「幻痛」的感覺。那是因為截肢時,切斷的神經仍在殘肢皮膚各位置,那些「幻痛點」接收到溫度感應器傳來的電流刺激時,會循神經向大腦發送訊號,讓大腦感覺仍與失去的肢體相連,提供接近「真實」的感受。

瑞士洛桑的聯邦科技研究院與意大利政府的科研部門合作研究,邀請27位失去了前臂的人試用MiniTouch裝置,其運作原理是將物件(暖水瓶)的溫度化為電流,傳送至貼在使用者殘肢皮膚上的電極板,皮膚神經區域接收到刺激後,向大腦發出神經訊息,大腦繼而向不存在的前臂或手指(幻肢)發出溫度變化的神經訊息,令使用者感受前臂或手指觸摸到暖水瓶。

MiniTouch的設計能夠配合義肢使用,科學家的目標是令實驗中的「幻肢」溫度感出現在義肢。這項研究成果近日刊登於《醫學》(Med)期刊。

MiniTouch裝置的組件。
MiniTouch裝置的組件。

在實驗中,參加者面前有三個相同的瓶子,分別裝了冷水、室溫水和熱水。義肢沒有裝 MiniTouch時,參加者能夠正確判斷瓶子冷熱的機率只有 33%,使用MiniTouch後準確性達 100%。其中17人甚至能夠說出瓶子的物料是銅、塑膠或玻璃。

57歲的菲特迪(Fabrizio Fidati)在37年前截除前臂。他參加實驗後表示,幻肢的溫度感應比健全的那隻手臂還要明顯。他說:「溫度是很美的感覺。這科技將可以大大提升義肢的功能。我們與人握手時,能夠感受到對方的溫度是很重要的。」

另一位參加者羅絲(Francesca Rossi)說:「當我觸摸自己的上臂時,感覺到已截除的手掌微微刺痛。在這個實驗中,我那隻失去了的手感覺到不同溫度,那種感覺真美好。」她讚嘆該技術令她的幻肢不再「虛幻」,甚至有手臂失而復得的感覺。

一直以來,科學家認為,沒有溫度的觸感就像沒有顏色的視覺。瑞士洛桑的聯邦科技研究院研究員蘇葛(Solaiman Shokur)和團隊在早前另一項實驗中發現,大部分截肢者的殘肢皮膚上都有「幻痛點」,引發他們研究出MiniTouch溫度感應裝置,那可謂是意想不到的突破性進展。他強調:「在實驗中,參加者不是憑義肢偵測到物件的溫度,而是靠幻肢的感官。」

有份帶領這項研究的Micera教授指出:「溫度反饋不只關乎觸覺,還令人感受到情感,溫度是人與人社交的重要一部分。」

將來的義肢不僅是金屬機械裝置,更能夠與身體融為一體。人性化的義肢有助提升截肢者及先天殘疾者的生活質素。科學家正努力提高義肢感受質感和體感的能力,期望能將各種感覺同時融入義肢,為截肢者提供幾近完整真實的肢體感受。

大約十年前,Micera與他的研究團隊將手握物件的感覺融入義肢,其後一直研究如何讓截肢者感受到物件質感和位置。他們確定,只要殘肢有感官的神經迴路反饋,截肢者便會將義肢納入其神經系統之中。

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