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美国麻省理工学院的研究人员开发了一种被称为“主动肌-拮抗肌神经连接（AMI）”的新型截肢手术。这种手术可以帮助截肢者更好地控制残留肌肉，感知“幻肢”的空间位置。自体感受的恢复意味着患者将更好地控制假肢，并减少疼痛。相关论文发表在《科学转化医学》杂志中。
大多数控制肢体运动的肌肉会成对地交替进行拉伸-收缩。在常规的截肢手术中，连接关节的肌肉会被切断，主动肌-拮抗肌的运动受到限制，相关感觉反馈也会中止。因此，截肢者很难感觉假肢的空间位置，更难感受施加在肢体上的力道。
论文主要作者、麻省理工学院博士后Shriya Srinivasan说：“当肌肉收缩时，另一块肌肉若没有拮抗感，大脑就会接收到一些令人疑惑的信号。即使使用最先进的假肢，人们也只能不断通过视觉信息，依据设备的位置来校准自己大脑中的信号。”
几年前，麻省理工学院生物机电组在临床研究中探索了一种新截肢技术，这种技术能够维持肌肉对之间的联系。它没有切断每一块肌肉，而是连接肌肉两端，使得肌肉对能继续在残肢内动态地相互“交流”。在2017年的小鼠实验中，研究人员发现，当这些肌肉对中的一块肌肉收缩时，另一块肌肉便会被拉伸并将感觉信息发送回大脑。
此后，大约25人在布里格姆妇女医院接受了AMI手术，手术都由该医院的整形外科医生Carty操刀完成。研究人员测量了其中15名膝关节以下AMI截肢患者的踝关节肌肉和距下关节肌肉的运动精度，并将这些患者与7名接受过膝关节以下传统截肢手术的患者进行了比较。
他们发现，AMI患肢肌肉流出的电信号和正常肢体的肌肉电信号很相似。与接受传统截肢手术的患者相比，接受AMI截肢手术的患者能够更精确地控制被截肢体的肌肉；而且，接受传统截肢手术的患者重复同一动作的次数明显更多。对AMI截肢患者的大脑扫描显示，他们从残留肌肉中获取的感觉反馈多于传统截肢患者。
在研究过程中，该小组还发现了AMI手术的意外效果：据AMI截肢患者报告，他们的截肢疼痛更少，活动更加自如。
“我们的研究不是专门为实现这一目标而设计的，事实上这是我们的患者反复表达的情绪。他们对腿部的实际感觉及其移动方式有更明显的感觉，”Srinivasan说，“很显然，恢复肌肉的正常生理机能不仅对控制假肢有好处，对他们的日常精神健康也大有裨益。”
研究小组还开发了一种可对已经接受过传统截肢手术的患者实施的改良版手术（被称为“再生主动肌-拮抗肌神经连接”），手术会移植小肌段作为截肢关节的主动肌和拮抗肌。他们还致力于将AMI技术应用到其它类型的截肢手术中，包括膝盖以上、肘部以上的截肢手术。论文作者Hugh Herr说：“我们了解到，这种重连肢体、使用备用‘部件’重建肢体的技术是有效的，它适用于身体的各个部位。”
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编译：攀汗
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学转化医学》
期刊编号：1946-6234
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210215160439.htm
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