人类能够自然地感知到他们的肢体位置、移动速度和扭矩，这些感知并不需要肉眼观测就能够感知肢体的位置，即所谓的本体感受，允许人类精确控制身体运动。然而，研究人员无法重建有假肢的人的感觉，限制了他们准确控制运动的能力。

麻省理工学院的研究开发了一种称为激动剂 - 拮抗剂神经界面（AMI）的范例，这是一种肢体截肢的外科手术方法，涉及保留截肢的动态肌肉关系。该方法在人类患者实施之前通过麻省理工学院进行了广泛的临床前实验。

在该研究中，关于关节位置，速度和扭矩的信息从假肢转移到神经系统中。为了将信息传递给神经系统，研究人员使用了身体在本体感受中自然产生的相同生物传感器。AMI方法使用两个相反的肌腱，这些肌腱通过手术连接成串联。当一个肌肉收缩和缩短时，另一个肌肉伸展，反之亦然。

该运动允许肌腱中的天然生物传感器将电信号传输到中枢神经系统。因此，肌肉速度，长度和力量信息被大脑解释为天然关节本体感受，就像肌肉 - 肌腱本体感觉在人体关节中自然地起作用一样。

由于肌肉具有天然的神经供应，当这种激动剂 - 拮抗剂肌肉运动发生时，信息通过神经传递到大脑，使人能够感觉到这些肌肉的运动，包括它们的位置，速度和负荷。而激动剂 - 拮抗剂神经接口与电极连接，使研究人员能够检测肌肉的电脉冲或允许它们向肌肉施加电力使其收缩。

当受试者正在考虑移动他们的脚踝时，映射到该仿生脚踝的AMI来回移动，通过神经向大脑发送信号，使截肢者真正感觉到他们的仿生脚踝在整个过程中移动整个角度范围。然而，根据研究人员的说法，在神经本体感受期间发生的电子语言难以解码。

研究人员还建立了一个假肢，在截肢手术后使用AMI肌肉上的电极与患者的周围神经系统电连接。这样就可以比较AMI患者与其他四名患有传统膝下截肢且患有相同假肢的患者的运动。他们发现AMI患者对假肢装置的运动有稳定的控制，并且比传统的膝下截肢患者更有效。AMI患者还具有更自然，反身的行为，例如在走下楼梯时将脚趾向下一步伸展。

AMI患者还报告感觉仿生踝和脚是他们身体的一部分，而传统的截肢患者感觉与假体脱节。这些证据可以证明患者的大脑和脊髓采用了假肢，就像它们的生物肢体一样，使这些生物通路再次变得活跃。

进行下肢截肢手术的患者很难通过假肢获得体感是开创性的突破。被截肢患者增强的体格感是对仿生肢更好控制和反馈的有力结果，研究团队希望看到有创伤截肢的人开始寻找这种类型的手术和假肢接口 - 它可以为截肢者提供更高质量的生活。”

目前，已经在其他九名膝下截肢患者中实施了AMI技术，并计划进一步开发该技术，以适应膝上，肘下和肘上截肢。在以前，人类已经以类似工具的方式使用技术，而现在开启了设备互动的全新时代，完整的神经学体现，这些设计可以真正成为人类肢体的一部分。”