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脑脊柱接口让瘫痪猴子重新行走,人机结合重大突破

作者:admin  来源:未知

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  新智元为COO和执行总编提供最高超百万的年薪激励;为骨干员工提供最完整的培训体系、高于业界平均水平的工资和奖金。

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  2015 年 6 月 23 日,一只脊柱受损的非人类灵长类得益于一个名叫“脑脊柱接口”的神经假体界面的帮助——绕过脊柱受损部分,重新在大脑与中枢神经间搭建起连接——重新获得了对瘫痪腿部的控制,乐天堂娱乐城,在没有经过训练或物理治疗的情况下,四肢能够正常行走。相关论文今天在 Nature 发表。

  

  神经假体界面解码大脑信号,激活腿部肌肉

  脊柱的腰部区域也含有激活腿部肌肉神经元进行行走的复杂网络。带有相关信息的大脑神经束会将腿部肌肉预期激活的信号传递给脊柱。

  换句话说,只要将“信号传输通路”重新连接起来,让因为脊柱受损而无法活动的腿部重新行走是完全有可能的。

  激活脑脊柱接口,瘫痪猴子能立即行走,人体试验正在探索中

  “为了安装这一脑脊柱接口,我们开发了一个可植入的无线系统,能够实时地传输信号,从而让这只灵长类能够在不受电子元件束缚的情况下自由活动。”Courtine 在 EPFL 发布的新闻稿中表示。

  实验表明,对于部分受损的脊柱,该脑脊柱接口能够立即见效。研究人员还表示,在药剂辅助下,该接口应该能够用于受损更加严重的脊柱。实际上,灵长类在脊柱部分受损的情况下,一般三个月以后就能自动回复全部的行走能力,乐天堂娱乐城

  “灵长类能够在这一脑脊柱接口被激活后立即行走,不需要任何物理治疗或训练,”观看了整个实验过程的波尔多大学神经科学家 Erwan Bezard 表示。

  “证实这种方法在非人类灵长类动物中的有效性,为开发和测试脑脊柱界面用于治疗截瘫人群打开了前景。” Milekovic告诉新智元:“我们的研究中使用的所有设备都已经获得批准用于临床使用,或正处于获得批准的流程当中,因此有望用于人体试验。”

  “截瘫患者使用脑脊柱接口再次行走的未来让我们非常兴奋。” 他说。

  

  目前,Bloch 与 EPFL 合作,正在领导一项临床可行性研究,评估这一脊柱刺激技术在不涉及大脑植入的情况下的治疗潜力,改善因脊柱部分受损导致下肢无法自由活动的患者的行走能力。

  脑脊柱接口具体构成

  其中,大脑植入物是一个由近百个电极构成的微阵列,以前曾用于人类脑机接口相关研究,经外科手术植入到实验中非人类灵长类的运动皮层。

  脑电波记录仪由布朗大学的 Borton 博士和 Nurmikko 博士合作开发完成,与大脑植入物相连,记录运动皮质的脉冲活动,并将其实时地无线传输至一台计算机。“这些脉冲活动的一般性质也是早就被观察并记录过的。”Tomislav 告诉新智元。

  该脊柱植入物由 16 个电极组成,通过外科手术放置在腰部脊柱背侧的精确点上。脊柱植入物激活瘫痪腿部协同运动的肌肉,引起腿部的屈曲和伸展运动。

  评价及意义

  “能够无线传输记录的脑信号是很重要的,”研究项目带头人之一的布朗大学研究者 David Borton 在 EPFL 新闻稿中表示:“这使我们能够绘制动物在正常或自然活动情景中脑部的神经活动。要是我们真的致力于在人体安置神经假体,这样不受任何约束的记录技术是十分关键的。”

  英国纽卡斯尔大学神经科学研究院的 Andrew Jackson 在 Nature 同期刊登的评论文章中表示,神经接口移植从最初在猴子身上的试验转向人体试验的发展速度十分迅速,乐天堂娱乐城。虽然还面临种种挑战,但这项研究却是代表了通过神经接口恢复运动能力的一大进步。

  论文地址:

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