十二年前，一场自行车事故导致当时40岁的格特-扬·奥斯卡姆颈部脊髓受损，导致双腿瘫痪，手臂部分瘫痪。但如今，奥斯卡姆又重新站起来行走了，这要归功于一种在他大脑和损伤部位以下神经之间建立“数字桥梁”的设备。
奥斯卡姆说，这种植入物改变了他的人生。“上周，有些东西需要粉刷，但没有人帮我。所以我拿起助行器和油漆，站在那里自己完成了，”他说。
这种设备——被称为脑-脊髓接口——建立在洛桑瑞士联邦理工学院的神经科学家格雷瓜尔·库尔蒂纳及其同事之前的研究基础上。2018年，他们证明，当与强化训练相结合时，用电脉冲刺激下脊柱的技术可以帮助脊髓损伤患者再次行走。
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奥斯卡姆是该试验的参与者之一，但在三年后，他的进步停滞不前。新系统利用了奥斯卡姆已经拥有的脊髓植入物，并将其与插入他头骨的两个圆盘状植入物配对，以便两个64电极网格靠在大脑的膜上。
当奥斯卡姆思考行走时，头骨植入物会检测大脑外层皮质中的电活动。该信号通过无线方式传输，并由奥斯卡姆背在背包中的计算机解码，然后计算机将信息传输到脊髓脉冲发生器。
库尔蒂纳说，之前的设备“更像是一种预编程的刺激”，它会产生机器人式的步行动作。“现在，情况完全不同了，因为格特-扬可以完全控制刺激参数，这意味着他可以停止、行走、爬楼梯。”
奥斯卡姆说：“以前的刺激控制着我，而现在我通过我的思想控制刺激。”“当我决定迈出一步时，只要我想到它，模拟就会启动。”
加强康复
在使用脑-脊髓接口进行约40次康复疗程后，奥斯卡姆重新获得了自愿移动腿和脚的能力。这种类型的自愿运动在单独进行脊髓刺激后是不可能的，这表明使用新设备的训练疗程促进了在损伤期间未完全切断的神经细胞的进一步恢复。如果使用拐杖，奥斯卡姆也可以在没有设备的情况下行走短距离。
新西兰奥克兰大学的神经科学家布鲁斯·哈兰德说，这种脊髓功能的持续改善对于任何脊髓损伤患者来说都是好消息，“因为即使是长期慢性损伤，仍然有几种不同的方式可以实现痊愈”。
澳大利亚阿德莱德大学的神经科学家安娜·伦纳德说，“这肯定是朝着改善脊髓损伤患者功能迈出的一大步”。她说，仍然有其他干预措施——如干细胞——可以进一步改善结果。她补充说，尽管脑-脊髓接口恢复了行走能力，但膀胱和肠道控制等其他功能并非该设备的目标。“因此，肯定仍然有其他研究领域可以帮助推动这些其他领域的成果改进，”她说。
澳大利亚西悉尼大学的生物医学工程师安东尼奥·劳托说，侵入性较小的设备将是理想的。奥斯卡姆的一个头骨植入物在大约五个月后因感染而被移除。然而，瑞士联邦理工学院植入该设备的神经外科医生乔斯林·布洛克说，与益处相比，所涉及的风险很小。“总是存在感染或出血的风险，但这些风险非常小，值得冒险，”她说。
库尔蒂纳的团队目前正在招募三个人，看看类似的设备是否可以恢复手臂运动。
本文经许可转载，并于2023年5月24日首次发表。