十二年前，一場腳踏車事故導致當時40歲的格特-揚·奧斯卡姆頸部脊髓受損，導致雙腿癱瘓，手臂部分癱瘓。但如今，奧斯卡姆又重新站起來行走了，這要歸功於一種在他大腦和損傷部位以下神經之間建立“數字橋樑”的裝置。
奧斯卡姆說，這種植入物改變了他的人生。“上週，有些東西需要粉刷，但沒有人幫我。所以我拿起助行器和油漆，站在那裡自己完成了，”他說。
這種裝置——被稱為腦-脊髓介面——建立在洛桑瑞士聯邦理工學院的神經科學家格雷瓜爾·庫爾蒂納及其同事之前的研究基礎上。2018年，他們證明，當與強化訓練相結合時，用電脈衝刺激下脊柱的技術可以幫助脊髓損傷患者再次行走。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
奧斯卡姆是該試驗的參與者之一，但在三年後，他的進步停滯不前。新系統利用了奧斯卡姆已經擁有的脊髓植入物，並將其與插入他頭骨的兩個圓盤狀植入物配對，以便兩個64電極網格靠在大腦的膜上。
當奧斯卡姆思考行走時，頭骨植入物會檢測大腦外層皮質中的電活動。該訊號透過無線方式傳輸，並由奧斯卡姆背在揹包中的計算機解碼，然後計算機將資訊傳輸到脊髓脈衝發生器。
庫爾蒂納說，之前的裝置“更像是一種預程式設計的刺激”，它會產生機器人式的步行動作。“現在，情況完全不同了，因為格特-揚可以完全控制刺激引數，這意味著他可以停止、行走、爬樓梯。”
奧斯卡姆說：“以前的刺激控制著我，而現在我透過我的思想控制刺激。”“當我決定邁出一步時，只要我想到它，模擬就會啟動。”
加強康復
在使用腦-脊髓介面進行約40次康復療程後，奧斯卡姆重新獲得了自願移動腿和腳的能力。這種型別的自願運動在單獨進行脊髓刺激後是不可能的，這表明使用新裝置的訓練療程促進了在損傷期間未完全切斷的神經細胞的進一步恢復。如果使用柺杖，奧斯卡姆也可以在沒有裝置的情況下行走短距離。
紐西蘭奧克蘭大學的神經科學家布魯斯·哈蘭德說，這種脊髓功能的持續改善對於任何脊髓損傷患者來說都是好訊息，“因為即使是長期慢性損傷，仍然有幾種不同的方式可以實現痊癒”。
澳大利亞阿德萊德大學的神經科學家安娜·倫納德說，“這肯定是朝著改善脊髓損傷患者功能邁出的一大步”。她說，仍然有其他干預措施——如干細胞——可以進一步改善結果。她補充說，儘管腦-脊髓介面恢復了行走能力，但膀胱和腸道控制等其他功能並非該裝置的目標。“因此，肯定仍然有其他研究領域可以幫助推動這些其他領域的成果改進，”她說。
澳大利亞西悉尼大學的生物醫學工程師安東尼奧·勞託說，侵入性較小的裝置將是理想的。奧斯卡姆的一個頭骨植入物在大約五個月後因感染而被移除。然而，瑞士聯邦理工學院植入該裝置的神經外科醫生喬斯林·布洛克說，與益處相比，所涉及的風險很小。“總是存在感染或出血的風險，但這些風險非常小，值得冒險，”她說。
庫爾蒂納的團隊目前正在招募三個人，看看類似的裝置是否可以恢復手臂運動。
本文經許可轉載，並於2023年5月24日首次發表。