腦部植入物讓癱瘓的猴子再次行走!

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腦部植入物和靈長類腦部的矽模型

有重大脊椎傷害的癱瘓獼猴能夠在遭受到導致殘廢的傷害後不到六天再度行走,這要歸功於一個被稱為腦脊椎界面(brain-spine interface)的新系統。使用策略性放置電子植入物,這項新技術繞過脊椎的受傷區域,讓信號在大腦和腿之間行進。

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在一份聲明中,研究共同作者Grégoire Courtine解釋:「這是第一次神經技術恢復靈長類動物的運動。」但他警告說:「前面還有許多挑戰,在這種腦部介入的所有零件能夠在人類身上測試之前,可能還需要好幾年的時間。」

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在沒有重大傷害之下,源自於大腦運動皮質(motor cortex)的信號在脊椎向下傳遞到腰部區域,腰部區域由刺激腿部肌肉運動的神經元網絡組成。然而,如果脊椎有損傷,這種通訊可能會中斷,使大腦無法與腿通訊。

研究人員因此將電極陣列放置在脊椎受傷的猴子的運動皮質上,以便當猴子試圖行走時,記錄源自腦部這個部位的信號。然後將這個神經活動無線傳輸到控制電腦,利用一種演算法來辨識編碼肌肉屈曲和肌肉伸展的信號。

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一旦這些大腦信號被解碼,電腦將它們傳遞到放置在猴子脊椎的腰部區域中的電極,在受傷部位下方。然後用電刺激神經元的精確網絡,造成腿部肌肉收縮。

共同研究員Erwan Bezard說:「靈長類動物(獼猴)一旦激活了腦脊椎界面就能立即行走,無需進行物理治療或訓練。」

詳細描述這個團隊工作的全面研究已發表在自然期刊(Nature),進一步涉及人類腦脊椎界面的研究現已獲得批准。如果這些計畫成功的話,這個系統可以代表癱瘓治療向前邁出的重要一步。

來源:IFLScience