重大突破：科学家让截瘫猴重新走路_医疗器械

2016

11/11

08:36

科学网

作者：孙学军

医疗器械

10多年来，神经科学家格雷瓜尔·库尔蒂纳教授每月都在瑞士洛桑和北京之间来回飞，因为他瑞士的实验室在联邦理工学院，同时指导北京的一个实验室开展研究工作。他的研究项目是治疗脊髓损伤，使用的动物是猴子。

库尔经常很幸苦，有时候他飞到北京当天就开展实验，当天晚上就飞回瑞士。库尔说，这是值得的，在中国用猴子实验没有欧洲和美国那种严格的监管。本周他和团队在北京报告最新实验结果，植入大脑的信号发射器，通过刺激脊髓无线刺激电极，实现了让脊髓损伤猴子恢复支配下肢肌肉运动的能力，使高位截瘫猴子重新获得行走能力。简单说，就是脊髓损伤导致大脑支配下肢运动神经元的功能丧失，这一研究通过人工无线信号让大脑和脊髓运动神经元建立联系，并实现了基本功能。脊髓损伤治疗是医学难题，因为中枢神经系统属于难以再生组织，一旦损伤往往终身瘫痪。科学家从三个方面开展研究，一个是设法让损伤的脊髓自己修复，这个思路简单粗暴，但难度非常大。另一个是通过外骨骼，就是给患者造一个能行走的自动化机械拐杖，这方面已经取得了比较好的进步。最新这个进展则是第三种策略，是利用人工无线信号重建大脑和脊髓的联系。

研究证明，瘫痪的猴子不仅能恢复行走的能力，甚至能够负重，这对于功能恢复是十分关键的。巴特尔纪念研究所神经学家Gaurav Sharma表示赞叹:“这是伟大的工作！”他曾使瘫痪病人恢复手臂运动。

这项技术对于瘫痪患者来说是一个天大的好消息，库尔在瑞士已经开始临床试用，给两名瘫痪患者进行了简约版本的类似治疗。

范斯坦医学研究所生物工程师Chad Bouton是研究外骨骼系统的科学家，他认为这项研究为新生物电刺激技术开展临床研究打开了新通路，为瘫痪患者提供了新的潜在治疗策略。

这一研究项始于10多年大鼠实验经验，最新猴子实验验证了大鼠的研究结果。开始阶段使用健康猴子，研究大脑发射电子信号到腿部肌肉，让猴子在跑步机上行走。他们还研究了腰椎，这里是大脑信号传递到腿部肌肉的中转站。然后他们在脊髓切断猴子用无线电重新创建这些信号联系。瘫痪猴子大脑植入微电极阵列，电极采集大脑神经元信号，解析与下肢运动有关的信号，然后将这些信号发射出去被脊柱附近的接受器接受，接收器发出刺激下肢肌肉运动神经元的信号，实现支配下肢运动的目的。

“当我们看着猴子站立起来行走，整个团队是在房间里尖叫起来！”库尔说。研究过程中，他们曾经经历过多次失败。虽然猴子的运动节奏仍然不够完美，但是猴子的脚不再拖动，并能够支持自身体重，这已经是非常了不起的突破。下一步他们将继续努力，让瘫痪的猴子不仅能行走，而且能负重绕开障碍物。祝愿他们早日实现愿望，给大批瘫痪的患者带来革命性治疗技术。

科学家日夜兼程为人类健康操心，作为普通人，维护好健康是每个人的基本义务，只有这样才是对科学家对亲人最大的回报。

英文原文

《Nature》

《Conceptual and technological design of the brain–spine interface》

来源：科学网作者：孙学军

标签