癱瘓患者福音！刺激脊髓神經(jīng)元植入物能控制人體運動(dòng)

得益于一種刺激脊髓神經(jīng)元的植入物，3個(gè)曾因脊髓完全損傷而癱瘓的人可以走路、游泳、踩自行車(chē)踏板甚至劃獨木舟。

在2月7日發(fā)表于《自然—醫學(xué)》的一篇論文中，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Grégoire Courtine和同事描述了這一專(zhuān)門(mén)設計的植入物。該植入物通過(guò)模仿下半身通常從大腦和上脊髓接收的信號來(lái)控制人體運動(dòng)。

完全切斷的脊髓會(huì )破壞大腦發(fā)出的電信號(電信號告訴受傷部位以下的身體部位如何保持平衡和移動(dòng))，往往導致不可逆的癱瘓。然而，斷裂下方的運動(dòng)神經(jīng)元鏈通常是完整的。一些研究小組通過(guò)改造向神經(jīng)元施加電流從而阻斷慢性疼痛的裝置，已經(jīng)能夠恢復脊髓損傷患者的一些運動(dòng)能力。

Courtine研究小組利用磁共振成像和計算機斷層掃描技術(shù)，繪制了27個(gè)人的脊髓神經(jīng)元大小和布局圖，并創(chuàng )建了一個(gè)脊髓預測模型。這有助于向外科醫生展示在受者身上放置植入物電極的位置。然后，研究人員對每個(gè)個(gè)體的電流進(jìn)行了微調。包括洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)外科醫生Jocelyne Bloch在內的一個(gè)團隊將該設備植入了3個(gè)脊髓完全被切斷、下半身癱瘓者體內。

一旦植入物被放置在正確的位置，每個(gè)人都可以控制電刺激的模式。3名參與者在植入物激活后一天內均恢復了一定程度的運動(dòng)能力，包括在支撐體重的情況下在跑步機上行走。使用該設備引導肌肉進(jìn)行預定的運動(dòng)，參與者還可以踩自行車(chē)踏板、蹲坐，并在劃獨木舟時(shí)保持身體穩定。

美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校運動(dòng)生理學(xué)家Reggie Edgerton對論文中的細節印象深刻。他表示，這種方法很好地整合了定向、定時(shí)激活特定神經(jīng)元的“微觀(guān)”元素，以及確保整個(gè)身體與運動(dòng)協(xié)調一致的“宏觀(guān)”尺度。

Edgerton說(shuō)，下一個(gè)問(wèn)題是，長(cháng)時(shí)間的刺激是否有助于運動(dòng)神經(jīng)元形成正確的連接，以便在沒(méi)有刺激的情況下進(jìn)行運動(dòng)。

梅奧醫學(xué)中心神經(jīng)外科醫生Peter Grahn補充說(shuō)，該設備不像以前的設備那樣連續不斷地刺激神經(jīng)元，而是有策略地進(jìn)行刺激，這將有助于研究人員了解脊髓信號的動(dòng)態(tài)變化。

Courtine和團隊希望簡(jiǎn)化這項技術(shù)，這樣用戶(hù)就可以通過(guò)智能手機進(jìn)行操作。該團隊已經(jīng)獲得了美國食品藥品監督管理局的批準，通過(guò)美國的一項臨床試驗在更多人身上測試該方法。(作者：文樂(lè )樂(lè ))

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