瘫痪12年，脑脊接口让他靠“想”来行走

原文作者：Dyani Lewis

这一设备在大脑和脊髓之间提供了连接，让思维可以控制运动。

12年前，一场自行车事故让现年40岁的Gert-Jan Oskam颈部脊髓受损，导致双腿和部分手臂瘫痪。但这些日子以来，Oskam又能站起来走路了——多亏了一种设备在他的大脑和受伤部位以下的神经之间建立起了“数字桥梁”[1]。

Oskam说，这一植入物改变了生活。“上周有些东西需要油漆但没人能帮我忙。于是我拿起助行器和油漆桶，站着把这活儿自己干了。”他说。

这个设备被称为脑脊接口，建立在瑞士洛桑理工学院的神经科学家Grégoire Courtine和同事此前工作的基础上。2018年，他们表明，结合强化训练时，用电脉冲刺激下脊柱的技术能够帮助脊髓损伤人士重新行走。

Gert-Jan Oskam 在拐杖帮助下行走。12年前，他颈部下方受到了脊髓损伤导致了瘫痪，但一种新设备可以让他重获移动能力。来源：CHUV/Gilles Weber

Oskam是这个试验的参与者之一，但3年后，他情况的改善已经到了平台期。而这一新系统利用Oskam已有的脊髓植入物，将之与两个头部的碟形植入物匹配，让两个64个电极的网格置于覆盖大脑的膜上。

当Oskam思考走路时，头骨植入物检测到皮层（大脑外层）的电活动。这一信号被无线传输到Oskam背包里的计算机并解码，然后将信息传给脊髓的脉冲发生器。

此前的设备“更多是一个预编程的刺激器”，产生机械的踏步动作，Courtine说，“现在则完全不同，因为Gert-Jan能完全控制刺激的参数，意味着他可以停下，可以走路，可以爬楼梯。”

“过去的刺激控制我，而现在我通过思维来控制刺激，”Oskam说，“我决定走一步，刺激就会启动，只要我想一想。”

强化康复

在使用脑-脊界面做了40次康复训练后，Oskam重获了自主移动腿脚的能力。这类自主移动仅靠脊髓刺激是无法实现的，这意味着通过使用新设备的训练课程，他在事故中未被彻底切断的神经细胞得到了进一步恢复。Oskam还可以不靠设备，使用拐杖短距离行走。

新西兰奥克兰大学的Bruce Harland说，这一脊髓功能的持续改善，对于所有受到脊髓损伤的患者都是大好消息。“因为即使是长期慢性损伤，仍有几种不同方式能实现恢复。”

“这显然是一大飞跃”，朝着改善脊髓损伤患者的功能的方向取得了进步，澳大利亚阿德莱德大学的神经科学家Anna Leonard说。她说，其他干预如干细胞等也仍有发展前景，以更进一步改善结局。她补充说，虽然脑脊接口恢复了行走能力，其他功能，如膀胱和肠道控制，不是这类设备的目标。“所以，其他研究领域肯定仍有空间去改善这类方面的结果。”

澳大利亚西悉尼大学的生物医学工程师Antonio Lauto说，理想情况下最好是非侵入性的设备。Oskam头骨里有一个植入物在植入5个月后因感染被移除了。尽管如此，植入该设备的瑞士联邦理工学院神经外科学家Jocelyne Bloch说，风险和获益相比还是比较小。“总会有一些感染或出血的风险，但概率很小，值得冒这个险。”她说。

当前，Courtine的团队正在招募3名参与者，研究一个类似的设备能否恢复手臂移动。

参考文献：

1. Lorach, H. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-06094-5 (2023).

2. Wagner, F. B. et al. Nature 563, 65–71 (2018).

原文以Brain–spine interface allows paralysed man to walk using his thoughts标题发表在2023年5月24日《自然》的新闻版块上

© nature

doi: 10.1038/d41586-023-01728-0

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