人造神經

　　據 《泰晤士報》報道，美國密歇根大學整形手術專家保羅·賽德納日前制造出了“人造神經”，可以讓老鼠壞死的肌肉重新恢復活力。這項實驗從理論上證明，有朝一日能使截肢者的假肢感覺到冷熱和觸覺，讓“人造神經”與大腦實現高效的雙向交流。

　　1818 年，英國詩人雪萊的妻子瑪麗·雪萊創作了《Frankenstein》(譯作“科學怪人”或“弗蘭肯斯坦”)，被認為是世界第一部真正意義上的科幻小說。主人公弗蘭肯斯坦是一位從事人類生命科學研究的學者，他力圖用人工創造出生命。他瘋狂地用許多碎尸塊拼接成一個“人”，并用電將其激活。

　　從制作原理上來說，用電激活就相當于是啟動體內神經系統的電子信號傳輸。從這點上來說，“人造神經”與科學怪人有著異曲同工之妙。

　　人體對外界的反應依賴于體內神經系統的電子信號傳輸，而失去手臂或腿的人就相當于一個不完整的電路，沒有辦法通電。而“人造神經”就是為了充當電線的作用，與患者真正的神經連在一起，延伸至假肢的末端，可以把假肢觸碰到的東西通過神經系統傳輸到大腦，從而感知到冷熱和觸覺。

　　“人造神經”的研究者保羅·賽德納教授有一個活躍的研究室，重點研究神經生物學、神經免疫疾病和周圍神經損傷后的修復。目前他把重心完全放在周圍神經損傷后的修復上，并從美國國防部得到了大量資金。

　　假肢的新生

　　“人造神經可以讓那些失去雙手的人再次握住孩子的手，并能感覺到溫暖。” 保羅·賽德納教授在西雅圖舉行的美國整形外科醫師的年會上公布他的研究成果時說，“而事實上，我們每天做的每一件事情都可能要依賴觸感，從捏一張紙到掛上電話。”

　　這論斷多少給人造神經蒙上了一層溫馨的面紗，的確也有假肢患者的家屬在看到這條消息時有了期待。但在實驗室中，這是一項嚴肅并且復雜的神經修復實驗。

　　首先，該技術采用了以Pedot 為材料的薄薄的塑料細絲。據賽德納介紹，Pedot 的使用令假肢和大腦之間的雙向交流變成可能，因為這種材料的反應速度是正常神經細胞的兩倍，傳輸神經系統電子信號的效率是當前使用的金屬材料的10 倍。此外，研究表明，Pedot 還能刺激新的神經細胞的生長。賽德納說：“這讓假肢同真肢的感覺一樣。這樣，就不需要大腦的重新認識過程，因為‘人造神經’已經攜帶了所有信號。”

　　賽德納帶領他的團隊在老鼠身上進行了實驗。在第一個實驗中，他們將Pedot 嫁接在老鼠受傷的腿上。隨后，新的神經纖維生長出來，并且“接管”了遭受破壞的神經纖維，讓已經壞死的肌肉重新恢復了活力。在第二個實驗中，研究人員制造了一個“杯子”，其中包含了細胞、肌肉、Pedot 以及老鼠的神經，再將這個“杯子”嫁接在老鼠受傷的腿上。114 天后，新血管和肌肉開始生成，神經纖維重新生長，并且，老鼠的感覺又開始恢復。

　　然而人類假肢的使用更為復雜，為了可以分辨觸覺、冷熱和其他感覺，傳遞電子信號的Pedot 塑料細絲必須安裝數十萬個納米感應器。而這納米感應器尚在開發中。

　　“人造神經”的和諧共生

　　在“人造神經”之前，由TouchBionics 公司開發的i-LIMB 仿生手，是在全球上市的首款多關節仿生手，五個手指皆可單獨供電，在外觀及功能方面都與真人手相似，能夠進行各種抓握動作，靈活度高，具備先進的精細動作執行功能。借助這些與往假肢所不具有的功能，殘疾人士可以輕松完成從前無法做到的事，包括操控電腦鍵盤、抓住盤子，以及擰動鑰匙。

　　23 歲的約翰·布特沃斯就會在生活中使用i-LIMB。他以前曾是英國皇家空軍機械師，2007 年他在伊拉克的巴士拉空軍基地遭遇火箭彈襲擊，失去了左手。目前，他正在積極接受訓練，希望在參加殘奧會的英國自行車隊中獲得一席之地。他說：“有了i-LIMB，患者同樣感覺很方便。但是，用它舉起咖啡杯，我不會感到很舒服。你無法感覺到壓力，必須始終盯著這只手，保證其正確抓握。如能用它去感覺各種事物，一定令人很愜意。”

　　“人造神經”與仿生手的最大區別大概就是，人造神經是要讓假肢真正感覺到成為了身體的一部分，與人體內的神經系統達到和諧共生的狀態，而不是在手臂上套了一個塑料殼。

　　然而麻省理工學院的艾米麗·辛格(Emily Singer)認為，建立假肢神經接口的努力會因為傷痕組織的增長而受到阻礙，限制了植入式設備的效用和耐久性。就像隆鼻一樣，把不屬于身體的物質放進體內，即使物質再相似，也要承擔隨時都有可能崩壞的風險。

　　英國皇家整形外科醫院的醫生邁克爾·福克斯還認為制造“有感覺”的假手存在著巨大的技術障礙，“在將感覺從肢體傳回到大腦的問題上，你必須慎之又慎。一旦收到錯誤信號，大腦將面臨很大的風險。”就好像你利用網絡搜尋信息，結果不小心受到病毒攻擊陷入死機的狀態。電腦死機了還可以重啟，大腦癱瘓可不是開玩笑的。

　　另外，天生沒有左手的英國著名殘奧會冠軍莎拉·斯托里(Storey)說 ：“如果這項技術能在像我一樣的人身上大展身手，那種感覺一定非常好。但是，我始終想搞清楚一個問題，那就是如果有人給我一只手，我是否懂得如何使用。”也許他們會被突如其來的壓力與溫度搞到神經緊張吧。

　　文/李小引