无线脑脊接口恢复瘫痪猴子行走的能力

在一次史无前例的事件中，科学家们使用植入的神经装置恢复了瘫痪灵长类动物的运动能力，为 1,275,000 名因脊髓损伤而瘫痪的人带来了希望。

发表在科学杂志《自然》上的一项新研究 描述了一种神经假体接口，或“脑脊接口”，它充当大脑和脊髓之间的无线桥梁，绕过损伤区域。该设备恢复了两只恒河猴瘫痪右腿的活动能力，为人类适应未来的可能性增添了乐观情绪。Grégoire Courtine——他与洛桑瑞士联邦理工学院的同事以及波尔多大学、Motac 神经科学和洛桑大学医院 (CHUV) 的研究人员一起开发了该设备——早在 2012 年就首次恢复了截瘫大鼠的活动能力。Courtine给老鼠注射了一种化学组合物，可以“唤醒”受损的脊髓组织，使老鼠能够行走、奔跑和躲避障碍物。

四年后，新实验依赖于直接移植到大脑和受伤区域的神经假体植入物。它旨在绕过阻碍从运动皮层发送到负责激活肌肉的神经元的信号的脊髓损伤。

植入该装置的瘫痪猴子在六天内恢复了行走能力。在正确的位置提供受控的电压脉冲后，神经假体装置成功地解释大脑活动并将其传递到放置在脊髓损伤下方的电极阵列。那些脊髓受到部分损伤的人在三个月内恢复了完全的活动能力——无需治疗或外部电线；该设备是独立的。

“一旦大脑-脊柱接口被激活，灵长类动物就能够立即行走，”该研究的合著者波尔多的 Erwan Bezard 在一份声明中说。“不需要理疗或训练。”

工作原理该接口本质上是使用外部计算机对来自大脑的信息进行解码。该过程从控制腿部的皮层小区域中的电极开始，将所有神经元的信息发送到计算机，计算机根据信号（腿部的伸展和收缩运动）解释灵长类动物的运动意图。然后计算机将信息发送到植入的刺激器，该刺激器在正确的时间激活正确的位置。

下一步是什么？展望未来，科学家们希望该设备能够在严重受伤的情况下发挥作用，尽管据推测需要化学和电刺激的额外干预。该研究的研究人员表示，将该技术应用于人类治疗需要处理实验未解决的关键运动问题——平衡、转向和避障。如果界面不能直接恢复运动，它可能有助于恢复幸存的神经通路：当两个神经元同时活跃时，两个神经元之间的连接会得到加强。

令人兴奋的是，大脑-脊柱接口中使用的许多组件已经被批准用于人类，这表明人体试验可能不会太远。

资料来源：自然与小发明

审核编辑 黄昊宇