电子修复脊髓损伤新突破：无线脑电

　　

　　由瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）领导的国际研究团队开发了一套新型无线脑电传输系统， 利用脑部植入神经电极，通过无线传输重新连接大脑与脊髓神经的通信，帮助腿部瘫痪的猴子重新获得行走能力 。据称，这是国际上 首次 利用无线脑电控制实现动物行走能力的恢复，也是利用电子技术修复脊髓损伤的新突破。

　　该研究结果11月9日发表于国际期刊《自然》（Nature），同时带来了多项先进技术： 记录动物脑部特定区域神经活动信号（如，行走意愿）的大脑植入体、接入下脊髓层（Lower Spinal Cord）用以刺激行走肌肉的微电极，以及实现两者之间通信的无线连接技术。

纽约费恩斯坦医学研究所 (FeinsteinInstitute for Medical Research)生物电子医学中心主任查德·波顿（Chad Bouton）近期正在进行手部瘫痪志愿者的脑电控制实验，利用脑电信号控制瘫痪的手臂运动，患者需要穿戴电极织成的袖子或者通过机器人获得脑电控制能力。波顿表示：“将这两者（指脑部活动信号和脊髓神经）实现无线连接，这简直太棒了！”

　　EPFL研究团队是第一例通过建立无线脑电控制技术恢复动物运动功能的研究。长久以来，科学家有一个开发完全可移植的、隐形的脑电系统的宏伟蓝图，而EPFL团队的研究工作正式该宏伟蓝图的一部分，并且 有望帮助恢复人类瘫痪患者的自主意志性运动。

该国际研究团队的带头人格雷古瓦·库尔蒂纳（Grégoire Courtine）是一名专门从事硬脑膜外电刺激（epiduralelectrical stimulation）的神经科学家，通过电刺激下脊髓层激发逐步的运动能力。

与手臂运动不同，行走运动是与脊髓神经协同进行的自主运动，这一定程度上是一种独立的运动方式。库尔蒂纳团队先前的研究表明，他们可以通过刺激瘫痪大鼠的脊柱使其恢复行走能力，但是这种情况下，研究者只是像操纵傀儡一样操纵大鼠的腿部行走运动。当时，研究者称下一步将进行动物大脑自主控制运动的研究。

参与实验的两只恒河猴各有一侧脊髓神经损伤，所以各有一条腿部瘫痪而不能行走。

库尔蒂纳团队通过手术向两只猴子的脑部植入“大头针”大小的一列神经微电极，用以记录猴子大脑对应于控制腿部运动的脑区神经元电活动信号。

研究者利用美国布朗大学（Brown University）研发的一款无线传输器，附接在猴子颅骨上。这样，脑部植入神经微电极所记录的大脑信号就被转播到猴子所穿的特制夹克上。

一旦猴子大脑产生行走意愿的脑部活动，将触发一系列预先编程的电刺激信号，施加于下脊髓层，刺激肌肉做出相应的响应。

当该无线脑电辅助系统处于关闭状态时，猴子在运动测试时只能跛足单腿跳动，受伤的腿无力的悬垂着。然而，一旦该系统处于打开状态，猴子就开始尝试不断抬起、放下受伤的腿，并逐渐依靠该腿进行身体承重。

　　此外，库尔蒂纳也是EPFL衍生公司G-Therapeutics的创始人。尽管还没有与脑部植入物相结合， 该公司目前已经筹集到大约4000万美元的资金用以发展该脊髓电刺激技术 。

目前，G-Therapeutics正与洛桑大学医学院（Lausanne University Hospital）神经外科医生JocelyneBloch合作，对八位志愿者进行脊髓神经刺激测试，这将作为康复治疗项目的一部分。其中，JocelyneBloch也是该公司的共同创始人之一。

据库尔蒂纳称，接下来的众多计划之一是尝试通过该无线脑电传输系统对患者进行直接的大脑控制，并且希望这项人体实验在五年内能够得以进行。

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