脑机接口允许瘫痪的人行走

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瑞士和法国的研究人员报道了一种脑机接口(BCI)的开发,该接口可以让瘫痪的人再次自然行走。

©EPFL/Jimmy Ravier

神经科学家和神经外科医生来自欧洲CHUV,UNIL在瑞士,以及东航CHUGA佐治亚大学在法国出版了他们的成就自然他解释了他们是如何通过无线“数字桥”恢复大脑和脊髓之间的交流的。

Gert-Jan是一名40岁的男子,在一次自行车事故中导致他截瘫,导致颈椎水平的脊髓损伤。这项研究详细说明了Gert-Jan是如何通过这项新技术重新获得对腿部运动的自然控制的。

他能够站立、行走和爬楼梯,并补充说,这一突破让他重新发现了简单的快乐,这代表了他生活中的重要变化。

为了建立数字桥,需要两种类型的电子植入物。CHUV, UNIL和EPFL的神经外科医生Jocelyne Bloch教授说,由法国CEA实验室开发的WIMAGINE设备被植入大脑负责腿部运动的区域上方。

该团队解释说,当我们想到走路时,该设备使解码大脑产生的电信号成为可能。与此同时,一个连接到电极场的神经刺激器被放置在控制腿部运动的脊髓区域上。

CEA脑机接口项目负责人纪尧姆·沙维补充说:“得益于基于自适应人工智能方法的算法,运动意图因此可以从大脑记录中实时解码。”

这些意图随后被转化为脊髓电刺激序列,进而激活腿部肌肉以实现预期的运动。这个数字桥在无线模式下工作,允许病人独立移动。

根据研究人员的说法,通过努力训练使用他的数字桥走路,格特-扬逐渐恢复了他在事故后失去的神经功能。研究人员能够量化他的感觉和运动能力的“显著改善”,即使是在数字桥关闭的情况下。这种对脊髓的数字修复表明新的神经连接已经形成。

在这个阶段,数字桥仅用于改善截瘫患者的行走。布洛赫和EPFL、CHUV和UNIL的神经科学教授格莱姆·库尔蒂纳说,在未来,一种相同的策略可以用来恢复手臂和手的功能。他们补充说,数字桥也可以应用于其他临床适应症,如中风引起的瘫痪。

与EPFL和CEA合作的ONWARD Medical公司已经通过其欧洲创新委员会获得了欧盟委员会的支持,以开发数字桥的商业版本,目标是使该技术在全球范围内可用。