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、踩自行車踏板甚至劃獨(dú)木舟。
在2月7日發(fā)表于《自然—醫(yī)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Grgoire Courtine和同事描述了這一專門設(shè)計(jì)的植入物。該植入物通過模仿下半身通常從大腦和上脊髓接收的信號(hào)來控制人體運(yùn)動(dòng)。
完全切斷的脊髓會(huì)破壞大腦發(fā)出的電信號(hào)(電信號(hào)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(dǎo)致不可逆的癱瘓。然而，斷裂下方的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元鏈通常是完整的。一些研究小組通過改造向神經(jīng)元施加電流從而阻斷慢性疼痛的裝置，已經(jīng)能夠恢復(fù)脊髓損傷患者的一些運(yùn)動(dòng)能力。
Courtine研究小組利用磁共振成像和計(jì)算機(jī)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(yù)測模型。這有助于向外科醫(yī)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(diào)。包括洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)外科醫(yī)生Jocelyne Bloch在內(nèi)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)將該設(shè)備植入了3個(gè)脊髓完全被切斷、下半身癱瘓者體內(nèi)。
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(nèi)均恢復(fù)了一定程度的運(yùn)動(dòng)能力，包括在支撐體重的情況下在跑步機(jī)上行走。使用該設(shè)備引導(dǎo)肌肉進(jìn)行預(yù)定的運(yùn)動(dòng)，參與者還可以踩自行車踏板、蹲坐，并在劃獨(dú)木舟時(shí)保持身體穩(wěn)定。
美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家Reggie Edgerton對論文中的細(xì)節(jié)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”元素，以及確保整個(gè)身體與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致的“宏觀”尺度。
Edgerton說，下一個(gè)問題是，長時(shí)間的刺激是否有助于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元形成正確的連接，以便在沒有刺激的情況下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
梅奧醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科醫(yī)生Peter Grahn補(bǔ)充說，該設(shè)備不像以前的設(shè)備那樣連續(xù)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(hào)的動(dòng)態(tài)變化。
Courtine和團(tuán)隊(duì)希望簡化這項(xiàng)技術(shù)，這樣用戶就可以通過智能手機(jī)進(jìn)行操作。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，通過美國的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)在更多人身上測試該方法。(文樂樂)
關(guān)鍵詞： 可控電刺激 癱瘓者 刺激脊髓神經(jīng)元 植入物
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