这项实验技术利用大脑和脊髓上的电子植入物来传递腿部运动控制信号,使40岁的格特-扬·奥克萨姆在自行车事故发生12年后再次行走。
来自洛桑综合理工学院(EPFL)、洛桑大学医院(CHUV)和洛桑大学(UNIL)的神经科学家和神经外科医生他们的研究发表在自然上周.
神经外科医生乔斯林·布洛赫在一份报告中解释说:“我们在大脑中负责控制腿部运动的区域上方植入了Wimagine设备。新闻发布会上.“这些设备……解码我们思考走路时大脑产生的电信号。我们还在控制腿部运动的脊髓区域放置了一个与电极阵列相连的神经刺激器。”
布洛赫和格莱姆·库尔蒂纳(EPFL、CHUV和UNIL的神经科学教授)通过NeuroRestore领导了这个项目,NeuroRestore是EPFL和CHUV的一个研究和创新中心,专注于通过药物治疗恢复神经功能。
植入物和算法使“数字桥”成为可能
由法国替代能源和原子能委员会(CEA)开发的可植入大脑装置Wimagine以前允许四肢瘫痪的病人控制外骨骼.CEA脑机接口(BCI)项目负责人纪尧姆·沙维(Guillaume Charvet)表示:“得益于基于自适应人工智能方法的算法,运动意图可以从大脑记录中实时解码。”
新系统将来自大脑的运动意图转化为脊髓上的电刺激序列,以按需激活腿部肌肉。这个无线数字桥从大脑连接到放置在控制腿部运动的脊髓部分的电极,绕过脊髓的受伤部分。
Oksam现在可以站立、行走、爬楼梯了,还可以在酒吧里和朋友们一起用自己的两只脚喝啤酒。
奥克萨姆在新闻发布会上说:“这种简单的快乐代表了我生活中的一个重大变化。”
在大脑和脊柱上植入设备的手术后,奥克萨姆需要学习如何再次使用他的腿,但他说这个过程比他预期的要快。“我认为最令人惊讶的事情发生在两天后,”奥克萨姆在下面的视频中说。“在5到10分钟内,我就可以控制我的臀部了——大脑植入物能捕捉到我对臀部的动作。”
研究人员表示,即使关闭了数字桥,他们也能测量到奥克萨姆的感官知觉和运动技能“显著改善”,这表明新的神经连接可能已经形成。
前进:下一步
Oksam是迄今为止第一个也是唯一一个“试驾”这项技术的病人。但研究人员表示,大脑和脊柱之间的数字桥梁方法可用于恢复脊髓损伤患者的手臂和手部运动,或治疗中风引起的瘫痪。欧盟委员会的欧洲创新理事会正在通过CEA、EPFL和医疗技术开发商Onward Medical支持该技术的商业开发。
在前美敦力高管Dave Marver的领导下,该公司生产外部和可植入的刺激系统,包括Oksam治疗中使用的可植入ARC-IM铅。该公司专门设计ARC-IM来帮助脊髓损伤(SCI)患者恢复运动和功能。
Marver说:“这项研究表明,引入脑机接口(BCI)可以增强ARC疗法的巨大潜力,根据瘫痪患者的想法,促进更自然的运动。说到研究项目.“我们凭借对脊髓刺激治疗脊髓损伤患者的独特理解,将Onward定位为脑脊髓损伤领域的领导者。”
推进医疗总部设在荷兰,并表示在波士顿也有一支不断壮大的美国团队。该公司已获得9项FDA突破性设备认证。的最近的是针对脊髓损伤患者痉挛的ARC-IM疗法。Onward还在研究ARC-IM用于改善血压管理、活动能力、上肢功能和膀胱控制。
根据FDA对上肢适应症的从头批准,Onward预计最早在今年或明年年初推出其外部ARC-EX,开始商业化其产品。