科學(xué)家開發(fā)了用于運(yùn)動(dòng)評(píng)估、康復(fù)和療法開發(fā)的上肢神經(jīng)機(jī)器人平臺(tái)

神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致的上肢運(yùn)動(dòng)受限，可以通過(guò)神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練、神經(jīng)假體和神經(jīng)修復(fù)進(jìn)行治療。雖然這些療法具有不同的機(jī)制，但是它們都需要一個(gè)能夠支持臨床前開發(fā)、評(píng)估和理解療法的平臺(tái)。為了滿足這一需要，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊(duì)于近期開發(fā)了大鼠神經(jīng)機(jī)器人平臺(tái)。該項(xiàng)研究成果發(fā)表在《SCIENCE ROBOTICS》，題目為“Preclinical upper limb neurorobotic platform to assess, rehabilitate, and develop therapies”。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含一個(gè)與大鼠的前肢手腕連接的末端執(zhí)行器，可以使大鼠在無(wú)輔助或完全輔助的情況下執(zhí)行抓取和收回食物運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的單一自由度末端執(zhí)行器，本研究采用四自由度末端執(zhí)行器，并在機(jī)械結(jié)構(gòu)上安裝精密編碼器和六維傳感器。這使得大鼠上肢活動(dòng)更自然，采集到的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信號(hào)更完整?？茖W(xué)家可以通過(guò)調(diào)整平臺(tái)使大鼠以站立或趴著的姿態(tài)完成上肢抓取任務(wù)，并且通過(guò)鈣離子成像技術(shù)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)中樞的活動(dòng)。這種多模式記錄功能允許精確量化脊髓損傷(SCI)后上肢運(yùn)動(dòng)的恢復(fù)，進(jìn)而揭示這種恢復(fù)背后的皮質(zhì)脊髓束神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)的適應(yīng)性。研究發(fā)現(xiàn)，早期的個(gè)性化運(yùn)動(dòng)輔助對(duì)SCI后的恢復(fù)更有益。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種可改善脊髓損傷后上肢功能的植入式脊髓神經(jīng)假體，并在該平臺(tái)提供的可控環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。該研究為上肢運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練、神經(jīng)假體和神經(jīng)修復(fù)等研究提供了一個(gè)更加實(shí)用的平臺(tái)。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2378

注：此研究成果摘自《SCIENCE ROBOTICS》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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