新設備助截肢者感知溫度

瑞士早前研發的新仿生技術，成功讓截肢者在幻肢中感覺到冷熱，研究團隊希望最終能讓截肢者更自然地感受到親人觸摸的溫度，備受外界關注。為了幫助更多截肢者，美國約翰斯 · 霍普金斯大學應用物理實驗室研究人員日前開發了世界上最小、強度最大、速度最快的製冷設備之一——可穿戴式薄膜熱電製冷器(TFTEC)，並與神經科學家合作，幫助截肢者通過他們的幻肢感知溫度。

研究人員表示，當一個人失去部分肢體時，殘肢內的神經可能會導致其感覺擁有幻肢。恢復溫度感覺有實際應用，比如鑒別飲料是冷飲還是熱飲，還有可能改善義肢的情感體現。由此，TFTEC應運而生，其速度和強度足以匹配人體快速感知溫度變化的能力。現在，截肢者可利用TFTEC告知幻肢的哪個部位能夠感受到溫度。

研究人員指出，TFTEC只有約一毫米的厚度，重量只有○點○五克，類似於一條膠帶，可在不到一秒的時間內提供高強度冷卻。它的能源效率比當今最常見的熱電設備高出兩倍，用於製造發光二極體的半導體工具也可輕鬆製造這種設備。

為了測試TFTEC的功效，研究人員繪製了四名截肢者義肢的熱感覺圖。在寒冷探測任務中，TFTEC在所有參與者的幻肢中都會產生涼爽的感覺，而傳統的熱電技術只在其中一半的人中做到這一點，且TFTEC的速度快了八倍，強度提高了三倍。此外，TFTEC

使用的能源是目前熱電設備的一半。

這為各種應用提供了新的可能，例如改進義肢、增強現實中的觸覺模式以及用於疼痛管理的熱療法。其還具有各種潛在的工業應用，如用於衛星上的能量收集等。

研究人員分析稱，以前有觀點認為，幻肢是一種心理問題，是患者對自身身體認識不清，或失去部分肢體後否認自己有殘缺。但後來“核磁共振”告訴人們，當患者感覺幻肢在移動時，腦皮層相應區域也在活動，就和真的肢體移動的情況是一樣的。“核磁共振”，即是磁矩不為零的原子核，在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂，共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。此次研究團隊研發的最新設備生成了真實且資訊豐富的信號，讓截肢者有了“感知”。當殘肢內的神經仍在那裡時，他們或許無法拿起一杯熱水，但應該能感受到杯壁的溫度。後續，團體將從多角度作性能測試，再向神經科學家反饋意見，以進一步提升截肢者的感知能力。目前，神經科學家肯定TFTEC的效用，希望未來能讓更多截肢者感知更多。

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