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瑞士EPFL科学家使用可植入电极打造智能神经义肢系统,已进入治疗麻痹的临床试验阶段

2017-03-15 152浏览 标签: 智能

2017年3月13日,瑞士洛桑联邦理工学院(以下简称:“EPFL”)通过官网发布消息称:EPFL科学家使用可植入电极打造可穿戴式智能神经义肢(neuroprosthetic)系统,现已进入治疗麻痹的临床试验阶段。

在实验室阶段, 2016年,Grégoire Courtine等利用一种无线的“脑-脊髓接口(brain-spine interface)”来绕过一对恒河猴体内的脊髓损伤部位,让一只暂时瘫痪的腿部恢复有意识的行走运动。这是神经义肢首次被用来直接恢复非人灵长类动物的腿部行走运动。“脑-脊髓接口”本质上解码跟走路相关的大脑活动,利用从大脑运动皮质中记录到的信号促使脊髓中负责运动的神经受到协调性电刺激,将中断的神经通路重新连接后,这些信号就能抵达脊柱的下方,产生神经刺激,只要收到大脑信号,两只猴子的腿部肌肉就被激活。而整个过程是自发的无需任何治疗培训。此外,早在2012年,他还曾通过刺激脊神经电刺激和理疗锻炼,再辅以机器人线束装置,两至三周后,脊髓受损瘫痪的小白鼠,能在不依靠大脑的情况下,部分恢复行走能力。

2017年3月12日,EPFL的科学家Stéphanie Lacour 和 Grégoire Courtin,在美国德克萨斯州奥斯汀的South by Southwest (SXSW)互动科技大会上,展示了他们的研究成果,并分享了其发展可穿戴式神经义肢体的未来愿景。Grégoire Courtin介绍了这项研究的细节和路线图,临床试验目前正在对患者进行测试,洛桑大学医院(CHUV)神经外科主Jocelyne Bloch参与协作局部麻痹的“脑-脊髓接口”的可行性研究。未来可能协助神经功能障碍的人完成一些日常工作。

图 智能神经义肢系统治疗麻痹临床试验(来源:EPFL

 

依赖于神经系统的可塑性治疗麻痹的这种研究方法是非常具有创新性的。此外,传统电极材料是刚性的,在植入人体后,可能导致周围组织发生炎症、组织积聚并沉淀,以及电极功能障碍等最终不得不通过手术移除植入物。Stéphanie Lacour研究出的柔性可拉伸电极,能适应于身体的动态运动,可保证更持久、更耐磨的应用安全性。这种可植入电极被称为e-Dura,是专门为脑-脊髓接口设计的,其密切模仿活体组织的机械性能,并能同时提供电脉冲和药理物质,使得排斥和/或脊髓损伤的风险大幅度减少。结果到目前为止,啮齿类动物的试验结果是令人鼓舞的。

 


图 可植入电极(来源:EPFL

 

Stéphanie Lacour对此表示:“尽管这些电极植入物还没有进入正式临床阶段。但是我们正在进行的研究工作,已经可以有助于Grégoire Courtin进行的临床方面试验工作。”

Grégoire Courtin在去年接受《时报》采访时说他和同事们希望这套系统在“未来10年内”可以为人类所用。他们的目标就是“改善康复和提高生活质量”,但是他也强调这是一个相对漫长的过程。

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