脊椎損傷會中斷大腦和脊髓區域之間的交流,從而導致癱瘓。那么,大腦和脊髓之間能否搭建一座“數字橋梁”,重新恢復交流呢?
這一想法事實上已經存在了很長一段時間了。近日,瑞士研究團隊將其一項研究成果發布在了科學頂刊《自然》雜志上。
一名40歲的荷蘭男子Gert-Jan Oskam在12年前的一次自行車事故中癱瘓。當該研究團隊在他的大腦和脊髓兩處植入傳導裝置后,他現在只要想一下就可以重新站立和爬樓梯了。
Oskam接受采訪時稱,“我感覺自己像個蹣跚學步的孩子,重新開始學走路。”
“這是一段漫長的旅程,但現在我可以站起來和我的朋友喝啤酒了。這是一種很多人沒有意識到的快樂。”
實驗原理
該研究團隊來自瑞士日內瓦洛桑聯邦理工學院生命科學學院NeuroX研究所,他們的研究成果于周三(5月23日)發表在《自然》雜志上。
瑞士洛桑大學的神經外科醫生Jocelyne Bloch教授主刀了這項精細手術。這項手術于2021年7月進行。
Bloch教授在Oskam的頭骨兩側各切了兩個直徑為5厘米的圓孔,圓孔位置位于控制運動的大腦區域上方,然后插入兩個圓盤狀的植入物,以便讓大腦信號傳輸到Oskam佩戴的傳感器上。
Bloch教授還在Oskam的脊髓周圍植入第二個裝置,并將其復雜地連接到于行走相關地神經末梢。
為此,瑞士研究小組開發了一種算法,將大腦發出的信號轉化為移動腿部和足部肌肉的指令,并傳給脊髓周圍的第二個植入物。
Bloch教授強調,該技術仍處于基礎研究階段,要想應用于癱瘓患者,還需要很多年。
不過該團隊的目標仍是,讓它盡快走出實驗室,進入臨床階段。
Bloch稱,“對我們來說,重要的不僅僅是進行科學試驗,而是最終讓更多的脊髓損傷患者有更多的機會。他們現在已經習慣了從醫生那里聽到他們必須習慣他們再也不能動彈的事實。”
英國慈善機構Spinal Research的首席執行官Harvey Sihota稱,盡管在這項技術普及之前還有很長的路要走,但他認為這一進展“非常令人鼓舞”。該機構并沒有參與這項研究。
“雖然這些技術還有很多需要改進的地方,但這是神經技術路線圖上令人興奮的一步,它在恢復脊髓損傷部位的功能和獨立性方面有重要意義。”
潛力巨大
研究人員發現,經過幾周的訓練,Oskam可以在助行器的幫助下站立和行走。
該研究項目的負責人、瑞士洛桑聯邦理工學院的Grégoire Courtine教授表示,“看到他走路那么自然,真讓人感動。”
新的大腦-脊髓植入技術是建立在Courtine教授的早期研究基礎之上的,當時只有脊髓被植入傳導物接口。脊髓植入物將來自大腦的微弱信號放大到脊柱受損部分,并通過計算機預編程的信號進一步增強。
在這種早期方法下,患者的行走動作是預先編程的,看起來像機器人。他們還必須讓自己的預期動作與電腦保持同步,如果不同步,就必須停下來重新設置。
而新的技術使得患者有了更大的控制力。Oskam在大腦植入傳導接口之前先進行了脊髓植入,在感受了兩種不同方法后,他稱,“我以前覺得是植入系統在控制我,但現在是我在控制它。”
盡管研究在不斷優化,不過整套傳導設備的體積過于龐大,仍處于試驗階段。
Courtine教授稱,最終目標是使這項技術小型化、商業化、日常化。
此外,Courtine教授指出,Oskam是在事故發生10年后接受了植入,所以想象一下,當一個人在受傷幾周后就接受腦-脊髓接口手術,它的復蘇潛力是巨大的。
來源:財聯社