脑植入物使瘫痪患者站立和行走

一对植入物充当了连接大脑和脊髓的数字桥梁，使一名“试体验”病人能够更好地站立和行走——展示了这项创新的前景，它有朝一日可能改变瘫痪者的生活。

这项研究由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的领导，受试者是一名40岁的男子Gert-Jan，他十多年前因为一次自行车事故而瘫痪。

Gert-Jan之前曾经在前轮助行器的帮助下恢复了一些行走能力。但在参加最新测试之前的三年里，他已经达到了一个“神经恢复平台”。

在Gert-Jan身上测试的一种植入物位于他的大脑上方，解码启动运动的电信号。它与另一种连接到负责触发他双腿运动的脊髓部分的植入物进行通信。它们共同绕过了他颈部脊髓受损的部分，无线地重新建立了他的大脑和身体之间的联系。

植入物似乎不仅恢复了Gert-Jan中枢神经系统中一些受损连接性的功能，而且随着使用时间的增加：在使用植入物和进行物理治疗一年后，他的行走能力已经提高到即使在设备关闭时也能用拐杖行走的程度。

这是一个好兆头，至少表明他的一些神经元重新组织起来恢复了通信。

“我们利用脑机接口(BCI)技术，在大脑和脊髓之间创建了一个无线接口，将思想转化为行动。”EPFL神经科学家Grégoire Courtine说。

在12个月的过程中，数字桥梁植入物被证明可以帮助Gert-Jan更自然地站立和行走，而不需要额外的可穿戴运动传感器来检测和刺激运动。此外，在这次试验中引入的脑-脊髓接口(BSI)意味着他可以爬楼梯和穿越不同地形(例如陡峭坡道等)——这些是他以前无法应对的挑战。

系统的关键是一系列能够随着用户提示而适应和学习的人工智能算法。病人必须训练模型，以便它可以解码哪些大脑思想对应于哪些运动，这个过程所需的时间出奇地短。

“病人首先要学会如何利用他的大脑信号，我们也要学会如何将这些大脑信号与脊髓刺激相关联。”EPFL神经外科医生Jocelyne Bloch说。“这很简单：几次训练后，一切都联系起来了。”

虽然这种系统不适用于每一种类型的脊髓损伤，并且只在一个人身上进行了测试，但它在使用技术和人工智能填补由损伤引起的神经系统空白方面具有巨大的潜力。

对于Gert-Jan来说，进步有时很缓慢，但是植入物显著提高了他日常生活的质量。例如，他现在可以站在吧台上和朋友们享受啤酒——这对我们大多数人来说似乎是微不足道的事情，但对于Gert-Jan和他的康复来说意义重大。

“这种简单的快乐代表了我生活中重大的变化。”他说。

研究报告已经Nature发布。

https://www.sciencealert.com/brain-and-spine-implants-restore-movement-in-a-man-paralyzed-by-an-accident

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