模拟下半身从大脑接收信号的设备可以让瘫痪的人恢复一些活动能力。图片来源:吉米
多亏了一种刺激脊髓神经元的植入物,三个曾经因完全脊髓损伤而瘫痪的人可以走路、游泳、骑自行车甚至划独木舟。
在 2 月 7 日发表在《自然医学》杂志上的一篇论文中,位于洛桑的瑞士联邦理工学院的神经科学家及其同事描述了这种专门设计的植入物。该植入物通过模仿下半身通常从大脑和上脊髓接收到的信号来控制人体运动。
完全切断的脊髓会破坏来自大脑的电信号(告诉受伤部位下方的身体部位如何平衡和移动的电信号),通常会导致不可逆转的瘫痪。然而,断裂下的运动神经元链通常是完整的。一些研究小组已经能够通过修改向神经元施加电流以阻断慢性疼痛的装置来恢复脊髓损伤患者的部分活动能力。
使用磁共振成像和计算机断层扫描,研究团队绘制了 27 个人脊髓神经元的大小和布局,并创建了脊髓预测模型。这有助于向外科医生展示将植入电极放置在接受者身上的位置。然后研究人员对每个人的电流进行微调。包括 EPFL 的神经外科医生 Bloch 在内的一个团队将这个装置植入了三名脊髓完全切断且下肢瘫痪的人身上。
一旦植入物放置在正确的位置完全性瘫痪,每个人都可以控制电刺激的模式。在植入物激活后的一天内,所有三名参与者都恢复了一定程度的运动能力完全性瘫痪,包括在支撑体重的同时在跑步机上行走。使用该设备引导肌肉进行预定的运动,参与者还可以在皮划艇时骑自行车、蹲下并稳定身体。
加州大学洛杉矶分校的运动生理学家对论文中的细节印象深刻。他说,这种方法很好地整合了特定神经元的定向、定时激活的“微观”元素,以及确保整个身体与运动协调的“宏观”尺度。
下一个问题,
说,长时间的刺激是否有助于运动神经元在没有刺激的情况下形成正确的运动连接。
Mayo 神经外科医生 Peter Grahn 补充说,该设备不像以前的设备那样持续刺激神经元,而是战略性地这样做,这将有助于研究人员了解脊髓信号变化的动态。
团队希望简化这项技术,以便用户可以通过智能手机进行操作。该团队已经获得美国食品和药物管理局的批准,可以在美国的临床试验中对更多人测试该方法。 (文乐)
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