在一项于本月早些时候在《自然》杂志上发表的开创性新研究中，一个由神经科学家和其他研究人员组成的团队详细介绍了植入一名瘫痪男子大脑和脊髓的电子设备如何帮助他行走甚至爬楼梯。
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这些植入物通过无线方式通信，并将两种正在开发的用于治疗瘫痪的实验性技术融合在一起。其中一个设备插入颅骨，位于大脑表面之上。它解码与行走相关的模式，并将信号发送到植入脊髓的第二个设备。然后，脊髓通过电极以精确的顺序进行刺激，以激活行走所需的腿部肌肉。
根据该研究的作者所述，这些设备在大脑和脊髓之间提供了一个“数字桥梁”，绕过了脊髓的受伤区域。脑脊髓接口使用人工智能思想解码器来读取大脑的意图。这些意图可以作为大脑中的电信号检测到，然后与肌肉运动相匹配。
这项新研究的患者是 Gert-Jan Oskam，一位来自荷兰的 40 岁男子，他于 2011 年在一场自行车事故中瘫痪。据制造了研究中使用脊髓设备的比荷卢经济联盟生物技术公司Onward Medical 的首席执行官 Dave Marver 称，Oskam 于 2017 年接受了实验性脊髓刺激器，这恢复了他的行走能力。
“我们捕捉到了 Gert-Jan 的想法，并将这些想法转化为脊髓刺激，以重新建立自主运动，”该研究的合著者兼瑞士洛桑联邦理工学院脊髓专家 Grégoire Courtine 在新闻发布会上表示，据《纽约时报》报道。
像这样的脑机接口与单独使用脊髓刺激相比，可以实现更自然的运动。Oskam 现在甚至可以在行走过程中暂停，调整步幅，并在楼梯等不平坦的地面上行走。
此前，Onward Medical 的设备曾在一项研究中使用，通过绘制与身体复杂行走指令相关的神经元来恢复了九名患者的行走能力。“Marver 告诉《华盛顿邮报》，该公司可能需要五年时间才能将像本研究中使用的系统进行商业化，他的愿景更加宏大。“最终，我们的愿景是，瘫痪者能够去看医生，并选择他们想要恢复的功能。”
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本研究中使用的脑部植入物由 Clinatec 和一家法国政府支持的研究机构 CEA 开发。
这项工作的一些局限性包括大脑的细微意图难以区分，而且用于行走的脑脊髓接口可能不适用于恢复上半身运动。该治疗方法也具有侵入性，需要多次手术和数小时的物理治疗。目前该系统并不能治愈所有的脊髓瘫痪。
这项研究是近年来脊髓损伤治疗进展的众多研究之一。 2016 年，一组科学家恢复了瘫痪猴子的行走能力。 2018 年，科学家们找到了使用电脉冲发生器刺激大脑的方法，使部分瘫痪者能够再次行走和骑自行车。
