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【蘇同叔專欄】癱瘓的人可用他的思想走路

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Gert-Jan Oskam 借助拐杖行走。12 年前,脊髓損傷使他頸部以下癱瘓,但一種新設備使他能夠活動。十二年前,一場自行車事故使現年 40 歲的 Gert-Jan Oskam 在頸部脊髓受損後雙腿癱瘓,手臂部分癱瘓。但是最近,Oskam 又能站起來行走了,這要歸功於一種在他的大腦和受傷部位下方的神經之間建立「數位橋樑」的設備。迪亞尼.劉易斯(Dyani Lewis)最近在《自然》(Nature)發表的<腦和脊柱接口允許癱瘓的人用他的思想走路>(Brain–spine interface allows paralysed man to walk using his thoughts)說,一項新設備提供了大腦和脊髓之間的連接,允許思想控制運動。(The device provides a connection between the brain and spinal cord, allowing thought to control movement.)

文 / 蘇同叔 綜合報導

Oskam 說,植入物改變了生活。「上週,有些東西需要粉刷,但沒有人幫我。所以我拿著助行器和油漆,我自己站著做,」他說。該設備——稱為腦脊柱接口——建立在瑞士洛桑聯邦理工學院神經科學家 Grégoire Courtine 及其同事之前的工作的基礎上。2018 年,他們證明,與強化訓練相結合,用電脈衝刺激下脊柱的技術可以幫助脊髓損傷患者重新行走。

他可以停下來,他可以走路,他可以爬樓梯

Oskam 是該試驗的參與者之一,但三年後,他的進步趨於穩定。新系統利用 Oskam 已有的脊柱植入物,並將其與兩個插入他頭骨的圓盤形植入物配對,使兩個 64 電極網格靠在覆蓋大腦的膜上。

當 Oskam 想到走路時,頭骨植入物會檢測大腦外層皮質的電活動。該信號由 Oskam 背在背包中的計算機無線傳輸和解碼,然後將信息傳輸到脊髓脈衝發生器。Courtine 說,以前的設備「更像是一種預編程的刺激」,可以產生機器人的步進運動。「現在完全不同了,因為 Gert-Jan 可以完全控制刺激參數,這意味著他可以停下來,他可以走路,他可以爬樓梯。」「之前的刺激是在控制我,現在我是通過我的思想來控制刺激,」Oskam 說。「當我決定邁出一步時,模擬就會開始,只要我想到它。」

對於任何脊髓損傷患者來說都是一個好消息

在使用大腦-脊柱接口進行了大約 40 次康復訓練後,Oskam 重新獲得了自主移動腿腳的能力。這種類型的隨意運動在單獨的脊柱刺激後是不可能的,並且表明使用新設備的訓練課程促進了在他受傷期間未完全切斷的神經細胞的進一步恢復。如果 Oskam 使用拐杖,他也可以在沒有設備的情況下步行很短的距離。

新西蘭奧克蘭大學的神經科學家 Bruce Harland 說,這種脊柱功能的持續改善對於任何脊髓損傷患者來說都是一個好消息,「因為即使是長期的慢性損傷,仍然有一些治愈可能發生的不同方式」。澳大利亞阿德萊德大學的神經科學家 Anna Leonard 說,在改善脊髓損傷患者的功能方面「這無疑是一個巨大的飛躍」。而且,她說,幹細胞等其他干預措施仍有空間進一步改善結果。她補充說,雖然大腦-脊柱接口可以恢復行走,但該設備並未針對膀胱和腸道控制等其他功能。「因此,其他研究領域肯定還有空間,可以幫助改善這些其他領域的成果,」她說。

總是有一點感染或出血的風險,但它們很小

澳大利亞西悉尼大學的生物醫學工程師 Antonio Lauto 表示,侵入性較小的設備將是理想的選擇。由於感染,大約五個月後,Oskam 的一個顱骨植入物被移除。儘管如此,植入該設備的瑞士聯邦理工學院神經外科醫生喬斯琳·布洛赫 (Jocelyne Bloch) 表示,與收益相比,所涉及的風險很小。「總是有一點感染或出血的風險,但它們很小,值得冒這個風險,」她說。Courtine 的團隊目前正在招募三人,看看類似的設備是否可以恢復手臂運動。

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