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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
太陽系系主任
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[交流]
腦-脊接口讓癱瘓者用“意念”走路
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12年前，脊髓損傷導致他頸部以下癱瘓，但一種新設備使他能夠行動自如。圖為Gert-Jan Oskam借助拐杖走路。圖片來源： CHUV/Gilles Weber 本報訊 12年前，一場自行車事故導致現(xiàn)年40歲的Gert-Jan Oskam頸部脊髓受損，造成雙腿癱瘓、手臂部分癱瘓。然而，Oskam最近又能站起來走路了。這歸功于一種裝置在他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”。5月24日，相關(guān)論文發(fā)表于《科學》。 Oskam說，植入裝置改變了他的生活。“上周，我需要粉刷一件東西，卻沒有人幫忙。于是我拿著助步器和顏料，站著自己動手了�！彼f。 這種將大腦與脊柱連接起來的設備被稱為腦-脊接口，它建立在瑞士洛桑聯(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，可以幫助脊髓受損的人重新行走。 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，并將其與插入顱骨的兩個圓盤狀植入物結(jié)合在一起。這樣就使兩個有64個電極的網(wǎng)格固定在覆蓋于大腦的膜上。 當Oskam想走路時，顱骨植入物就會檢測到大腦皮層的電活動。這個信號由Oskam放在背包里的一臺電腦進行無線傳輸和解碼，然后將信息發(fā)送到脊髓脈沖發(fā)生器。 Courtine說，之前的設備“更像是一種預先編程的刺激”，產(chǎn)生了機器人般的行走動作�！艾F(xiàn)在情況完全不同了，因為Gert-Jan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)在是我用我的思想控制刺激。”O(jiān)skam說，“當我決定邁出一步時，只要我想好了，模擬就會啟動�！� 在使用腦-脊接口進行約40次康復治療后，Oskam重新獲得了自主移動腿和腳的能力。僅靠刺激脊髓不可能實現(xiàn)這種自主運動。這表明，使用這種新設備的訓練課程促進了神經(jīng)細胞進一步恢復，這些神經(jīng)細胞在Oskam受傷期間并未完全被切斷。如果使用拐杖，Oskam也可以在沒有設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措施仍有進一步改善治療效果的空間。她還補充說，雖然腦-脊接口能恢復行走能力，但其他功能，如膀胱和腸道控制，還不是該設備的目標。 西悉尼大學生物醫(yī)學工程師Antonio Lauto說，侵入性較小的設備將是理想選擇。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，其風險很小。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團隊目前正在招募成員，希望研究類似的設備用于恢復手臂運動。 相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1038/s41586-023-06094-5 |
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