“神经义肢介面”装置。
“神经义肢介面”植入猴子大脑。
未来10年内,脊髓损伤者或可免于终身瘫痪。根据英国《自然》杂志本月9日最新发表的研究,瑞士科学家研发出了一种脑部植入装置,被称为“神经义肢介面”(neuroprosthetics interface),该装置成功帮助两支脊髓受伤的猴子再次移动了受伤的腿部,成功开始走路。科学家们希望,在未来10年之内,就可以将此装置用于人体治疗,帮助瘫痪的病患恢复行动能力。文/方一
在大脑和脊椎之间搭起桥梁
该装置由瑞士洛桑联邦理工学院带领国际研究团队研发,团队由神经科学家格雷戈勒库尔领导。
发表在《自然》杂志上的文章中,首先介绍了通过解码大脑活动,在脊髓受损的情况下,刺激腿部肌肉活动的可能性。行走是通过脑和脊髓中神经元之间的复杂相互作用实现的,源于大脑运动皮质的电信号向下传播到下脊髓的腰部区域,在那里它们激活运动神经元。
而在脊髓受损的情况下,“神经义肢介面”则承担了桥梁作用。该团队将“神经义肢介面”植入两只猴子的大脑,该介面充当了大脑与脊椎之间的无线连接装置,能解码脑部运动皮层移动腿部的讯号,并将该脑波讯号及时无线传至腰椎区域,刺激他们的腿部肌肉行走。
格雷戈勒库尔介绍:“‘神经义肢介面’是一套无线装置,但是我们可以实时监控和操作。通过在猴子身上的测试,我们在试图通过数学运算和建模,来寻找大脑、脊髓以及大腿之间,在不同的刺激讯号刺激下的反应。”在该团队的2次测试中,猴子的运动皮层和腰椎区域都恢复运作。
盼10年内用于人体治疗
研究团队指出,这项装置可以无线传递脑部运动命令,绕过造成瘫痪的脊椎受损区域。用于试验的两只猴子由于部分脊髓损伤,各有一边大腿瘫痪,但在受伤一周之内,其中一只猴子的腿部已有部分恢复,能在跑步机和地面上走路;另一只则在大约两周后,恢复至同样程度。
另外,研究团队还表示,这项装置不仅可以帮助人类再度行走,长期还有可能帮助受损的回路再生。不过,该装置目前还有许多限制,目前讯号只能单向传递,因此感觉无法传回脑部,病患腿部到底可以承受多少重量,还是未知数。
洛桑大学医院神经外科医生布洛克表示,在脑部解码和脊髓刺激间的连接,可令两个部分进行沟通。这是他有生以来第一次,能够想象完全瘫痪的病人有机会借此装置移动他们的双腿。
目前该研究已经显示,有机会透过脑部讯号解码,使得人类病患移动义肢或机械手臂。不过,领导研究的洛桑大学神经科学家库尔蒂纳指出,可能还需要很多年的时间,才能将“神经义肢介面”用于人体治疗。
不确定是否有副作用
不少独立科学家都对这项研究表示了肯定,纷纷指出,这是人类向着治愈瘫痪等疾病迈出的重要一步。
伦敦帝国理工学院神经科学专家西蒙瓦乔尼也表态:瑞士洛桑联邦理工学院的研究成果是坚实的、前途光明而且令人兴奋的。“从原理上来说,这种治疗方法同样适用于人类,不过,我们还不能确定这种治疗方法是否会对人体其他机能造成影响,因此,我们还有很多其他工作要做。”
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