植入物可以让瘫痪病人行走和游泳

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一种使用精确电刺激治疗瘫痪的植入物在其发展中达到了一个新的里程碑。

这个系统是由瑞士的EPFL格莱姆·库尔蒂纳教授,以及洛桑大学附属医院神经学家乔斯林·布洛赫教授说。工程师2018年报道了这项创新,当时它首次使一名因部分脊髓损伤而瘫痪的患者能够从轮椅上站起来走路。

现在,该团队通过人工智能(AI)软件控制的更复杂的植入物,揭示了该系统的增强功能。

植入物可以模拟激活躯干和腿部肌肉的脊髓区域。多亏了新技术,本周在自然医学库尔蒂纳说,三名脊髓完全损伤的患者在植入物激活后的一天内就能够站立、行走、踩踏板、游泳和控制躯干运动。

精确的电刺激有助于治疗三名瘫痪患者

“我们的刺激算法仍然基于模仿自然,”库尔蒂纳说。“我们新的软植入导线被设计放置在椎骨下面,直接在脊髓上。它们可以调节调节特定肌肉群的神经元。”

库尔蒂纳解释说,通过控制植入物,该系统可以像大脑自然活动一样激活脊髓。

布洛赫说:“我们在这方面的突破是更长的、更宽的植入导线,电极的排列方式正好与脊神经根相对应。”“这使我们能够精确控制调节特定肌肉的神经元。”

研究小组说,这最终允许在控制给定活动的运动序列方面有更大的选择性和准确性。

麻痹
米歇尔·罗卡蒂站起来走在洛桑。图片来源:EPFL/Alain Herzog 2021

由于这项技术是小型化的,病人可以在室外进行训练,而不仅仅是在实验室里。去年12月,来自库尔蒂纳和布洛赫神经恢复研究中心的科学家们帮助意大利病人米歇尔·罗卡蒂在洛桑市中心的户外尝试了这种增强系统。

他们在罗卡蒂的助行器上安装了两个小遥控器,并将它们无线连接到一块平板电脑上,平板电脑将信号转发给罗卡蒂腹部的起搏器。起搏器将信号传递给新的导线,通过外科手术植入他的脊髓,刺激特定的神经元,使他能够活动。

几个月后,三名患者都遵循了基于刺激方案的训练方案,并能够恢复肌肉质量,更独立地四处走动,并参加社交活动,如站在酒吧喝酒。

库尔蒂娜说,团队现在正在与起医疗为全世界成千上万的人开发治疗方法。