科技改变命运,芯片植入技术帮助瘫痪病人康复

科技前沿
2023-05-25

瘫痪,不论对个人,还是家庭,都是很艰难和不幸的。


瘫痪病人可否康复?

新科技的发展为瘫痪病人的康复带来了曙光。


最新的研究显示,一种新的采用芯片植入技术的医疗设备成功帮助一名瘫痪男子在受伤十多年后再次自然行走。


位于洛桑的瑞士联邦理工学院的Grégoire Courtine博士及其同事开发一种植入式“脑脊接口”,在大脑和脊髓之间建立了直接的神经联系。瘫痪病人大脑中的植入芯片装置跟踪病人人的运动意图,这些意图被无线传输到一个病人外部佩戴的处理单元,比如背包。人的意图被转换成指令,处理单元将指令发送回给第二个植入的装置,以刺激肌肉运动。


该研究成果周三发表在《自然》杂志上。


荷兰40岁的奥斯卡姆十多年前在中国发生的一起摩托车事故后瘫痪。他的双腿、手臂和躯干都受到了损伤。


“我的愿望是再次行走,我相信这是可能的,”奥斯卡姆在本周与记者的简报会上说。“我以前尝试过很多东西,现在我必须学会如何再次正常行走,就像自然行走一样,因为这就是系统的工作方式。”


奥斯卡姆说,每天的情况不同,他可以走至少100米,并在几分钟内不用手站立。他说这在他的日常生活中很有用,比如他最近有东西要画,但没有人帮忙,所以他站着自己画。


先前的研究表明,有针对性的电脉冲可以刺激腿部行走所需的区域。


但研究人员表示,这项新的芯片植入技术可以更流畅地移动,更好地适应不断变化的地形,因为它可以重新连接因脊髓损伤而中断的中枢神经系统的两个区域。就像是一个数字桥梁。


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图1. 患者和科学家在洛桑大学医院用数字桥行走,资料来源:Jimmy Ravier


奥斯卡姆说:“现在,我可以做我想做的事,当我决定迈出一步时,刺激就会开始。”。


奥斯卡姆之前被植入了刺激装置,但他必须做出动作才能触发刺激。


“现在,我可以做我想做的事,当我决定迈出一步时,刺激就会开始,”他说。


现在这种刺激是不同的,因为奥斯卡姆“完全可以控制刺激的参数,这意味着他可以停下来,可以走,可以爬楼梯。”


植入设备的手术后,神经系统的通信渠道很快就建立起来了。奥斯卡姆在训练的一天内就开始行动了。


一年多以来的观察证明,这种联系一直是可靠的,包括奥斯卡姆在家的时间。在“数字桥梁”的帮助下独立行走,帮助他恢复了足够的力量,即使在关闭的情况下也能迈出一些步伐。


奥斯卡姆是该试验的第一位参与者,但研究人员对未来的可能性充满希望。这项研究验证了在大脑和脊髓之间重新建立神经联系的可能性,这种联系很快就会发生。他们说,扩大这种联系的范围也可以帮助手臂和手部瘫痪或中风的人。但他们想缩小系统的尺寸,使其更便携。


研究人员认为,大脑和脊髓之间的数字桥梁的概念预示着治疗神经系统疾病引起的运动功能障碍进入了一个新时代。


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