借助大腦運(yùn)動(dòng)皮層記錄信號(hào)

四肢癱瘓患者首次恢復(fù)部分運(yùn)動(dòng)能力

英國《自然》雜志近日發(fā)表的一項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)研究報(bào)告稱，美國科學(xué)家使用大腦運(yùn)動(dòng)皮層記錄的信號(hào)，首次成功地讓一名癱瘓患者恢復(fù)多個(gè)手指、手和手腕的運(yùn)動(dòng)能力。

癱瘓是一種神經(jīng)系統(tǒng)常見癥狀，由上、下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、錐體束及周圍神經(jīng)病變所致，涉及大腦和肌肉之間的信號(hào)通路受阻。目前已有把神經(jīng)活動(dòng)轉(zhuǎn)化成如機(jī)器臂之類輔助設(shè)備的控制信號(hào)，以便讓人類患者使用的系統(tǒng)。同時(shí)，也有將此類系統(tǒng)用于非人類靈長類動(dòng)物癱瘓肌肉的激活驅(qū)動(dòng)中的例子。但是迄今為止，這種方法還沒有展示過任何一個(gè)在人類中成功實(shí)時(shí)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力的案例。

此次，美國范因斯坦醫(yī)療研究所查德·伯頓、巴特爾紀(jì)念研究所尼克·安妮塔、俄亥俄州立大學(xué)阿里·雷澤和他們的研究團(tuán)隊(duì)，在一位24歲四肢癱瘓的男性被試者的運(yùn)動(dòng)皮層中，植入了一個(gè)微電極陣列。這位男性是由于頸椎脊髓受傷而癱瘓的患者。研究團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來解碼神經(jīng)元的活動(dòng)，并且用一個(gè)神經(jīng)肌肉電刺激系統(tǒng)來激活了控制前臂的肌肉。

試驗(yàn)中，被試者在植入這個(gè)電子“神經(jīng)旁路”后，在15個(gè)月中每天進(jìn)行三次訓(xùn)練。電刺激系統(tǒng)讓被試者可以進(jìn)行獨(dú)立的手指運(yùn)動(dòng)，以及六種不同的手腕與手部活動(dòng)，并讓他可以抓握、操縱和釋放物體。

此外，被試者也能夠使用這個(gè)系統(tǒng)來完成和日常生活相關(guān)的功能任務(wù)，例如抓住一個(gè)瓶子，將其內(nèi)容物倒入一個(gè)罐子，并且用一根棒子攪拌罐子中的內(nèi)容物等。

    雖然還需要在微電極技術(shù)、電刺激系統(tǒng)和該系統(tǒng)所依賴的機(jī)器算法上進(jìn)行改進(jìn)，才能讓這些結(jié)果得以更廣泛地應(yīng)用，但研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)工作將推進(jìn)癱瘓病人的神經(jīng)植入假體技術(shù)發(fā)展。（記者張夢然）