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腦-脊柱接口讓癱瘓者“用思想走路”

2023-05-25 19:19:29來源：中國科學報

12年前

，一場自行車事故導致現(xiàn)年40歲的Gert-Jan Oskam在頸部脊髓受損后雙腿癱瘓

、手臂部分癱瘓

。但是最近

，Oskam又能站起來走路了

，這要歸功于一種裝置在他的大腦和受傷部位下方的神經(jīng)之間建立了一座“數(shù)字橋梁”。

Oskam說

，植入物改變了他的生活

。“上周

，有件東西需要粉刷

，卻沒有人幫我。所以我拿著助步器和顏料

，站著自己動手

。”他說

。

這種被稱為大腦-脊柱接口的設(shè)備

，建立在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院神經(jīng)系統(tǒng)科學家Grégoire Courtine和同事之前工作的基礎(chǔ)上。2018年

，他們證明

，用電脈沖刺激脊柱下部并結(jié)合強化訓練，可以幫助脊髓損傷的人重新行走

。

【資料圖】

Oskam是那次試驗的參與者之一

。這個新系統(tǒng)利用了Oskam已有的脊椎植入物，并將其與插入他顱骨的兩個圓盤狀植入物配對

，這樣兩個有64個電極的網(wǎng)格就固定在覆蓋于大腦的膜上

。

當Oskam想到走路時，顱骨植入物會檢測到大腦皮層（大腦的外層）的電活動

。這個信號由Oskam背包里的一臺電腦無線傳輸和解碼

，然后將信息傳輸?shù)郊顾杳}沖發(fā)生器。

Courtine說

，之前的設(shè)備“更像是一種預(yù)先編程的刺激”

，它產(chǎn)生了行走動作?div id="m50uktp" class="box-center"> ！艾F(xiàn)在

，情況完全不同了

，因為Oskam可以完全控制刺激的參數(shù)，這意味著他可以停下來

、走路甚至爬樓梯

。”

“以前是刺激控制著我

，現(xiàn)在我用我的思想控制刺激

。”O(jiān)skam說

，“當我決定邁出一步時——只要我產(chǎn)生這個想法

，模擬就會啟動?div id="d48novz" class="flower left">

！?/p>

在使用大腦-脊柱接口進行約40次康復(fù)治療后

，Oskam重新獲得了自主移動腿和腳的能力。僅靠脊髓刺激不可能實現(xiàn)這種自主運動

，這表明

，使用這種新設(shè)備的訓練課程促進了神經(jīng)細胞的進一步恢復(fù)，這些神經(jīng)細胞在Oskam受傷期間并未完全切斷

。如果使用拐杖

，Oskam也可以在沒有設(shè)備的情況下短距離行走。

新西蘭奧克蘭大學神經(jīng)科學家Bruce Harland說

，脊髓功能的持續(xù)改善對脊髓損傷患者來說是個好消息

。“因為即使是長期的慢性損傷

，仍存在幾種不同的治療方法

。”

澳大利亞阿德萊德大學神經(jīng)科學家Anna Leonard說

，對于改善脊髓損傷患者的功能來說

，這“無疑是一個巨大的飛躍”。而干細胞等其他干預(yù)措施仍有進一步改善治療效果的空間

。她還補充說

，雖然大腦-脊柱接口使行走能力恢復(fù)，但其他功能

，如膀胱和腸道控制

，不是該設(shè)備的目標。

澳大利亞西悉尼大學生物醫(yī)學工程師Antonio Lauto說

，侵入性較小的設(shè)備將是理想的選擇

。Oskam的一個顱骨植入物在5個月后因感染而被移除。然而

，植入該裝置的洛桑聯(lián)邦理工學院神經(jīng)外科醫(yī)生Jocelyne Bloch表示

，與收益相比

，風險很小。她說:“總會有一點感染或出血的風險

，但冒這個險是值得的

。”

Courtine的團隊目前正在招募成員

，想研究類似的設(shè)備能否恢復(fù)手臂的運動

。

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責任編輯：孫知兵

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