脊椎损伤会中断大脑和脊髓区域之间的交流，从而导致瘫痪。那么， 大脑和脊髓之间能否搭建一座“数字桥梁”，重新恢复交流呢？

这一想法事实上已经存在了很长一段时间了。近日，瑞士研究团队将其一项研究成果发布在了科学顶刊《自然》杂志上。




一名40岁的荷兰男子Gert-Jan Oskam在12年前的一次自行车事故中瘫痪。当 该研究团队在他的大脑和脊髓两处植入传导装置后，他现在只要想一下就可以重新站立和爬楼梯了。

Oskam接受采访时称，“我感觉自己像个蹒跚学步的孩子，重新开始学走路。”

“这是一段漫长的旅程，但现在我可以站起来和我的朋友喝啤酒了。这是一种很多人没有意识到的快乐。”

实验原理

该研究团队来自瑞士日内瓦洛桑联邦理工学院（EPLF）生命科学学院NeuroX研究所，他们的研究成果于周三（5月23日）发表在《自然》杂志上。

瑞士洛桑大学的神经外科医生Jocelyne Bloch教授主刀了这项精细手术。这项手术于2021年7月进行。

Bloch教授在Oskam的头骨两侧各切了两个直径为5厘米的圆孔，圆孔位置位于控制运动的大脑区域上方，然后插入两个圆盘状的植入物，以便让大脑信号传输到Oskam佩戴的传感器上。




Bloch教授还在Oskam的脊髓周围植入第二个装置，并将其复杂地连接到与行走相关的神经末梢。

为此，瑞士研究小组开发了一种算法， 将大脑发出的信号转化为移动腿部和足部肌肉的指令，并传给脊髓周围的第二个植入物。




Bloch教授强调， 该技术仍处于基础研究阶段，要想应用于瘫痪患者，还需要很多年。

不过该团队的目标仍是，让它尽快走出实验室，进入临床阶段。

Bloch称，“对我们来说，重要的不仅仅是进行科学试验，而是最终让更多的脊髓损伤患者有更多的机会。他们现在已经习惯了从医生那里听到他们必须习惯他们再也不能动弹的事实。”

英国慈善机构Spinal Research的首席执行官Harvey Sihota称，尽管在这项技术普及之前还有很长的路要走，但他认为这一进展“非常令人鼓舞”。该机构并没有参与这项研究。

“ 虽然这些技术还有很多需要改进的地方，但这是神经技术路线图上令人兴奋的一步，它在恢复脊髓损伤部位的功能和独立性方面有重要意义。 ”

潜力巨大

研究人员发现，经过几周的训练，Oskam可以在助行器的帮助下站立和行走。

该研究项目的负责人、瑞士洛桑联邦理工学院的Grégoire Courtine教授表示，“看到他走路那么自然，真让人感动。”

新的大脑-脊髓植入技术是建立在Courtine教授的早期研究基础之上的，当时只有脊髓被植入传导物接口。脊髓植入物将来自大脑的微弱信号放大到脊柱受损部分，并通过计算机预编程的信号进一步增强。
在这种早期方法下，患者的行走动作是预先编程的，看起来像机器人。他们还必须让自己的预期动作与电脑保持同步，如果不同步，就必须停下来重新设置。

而 新的技术使得患者有了更大的控制力。 Oskam在大脑植入传导接口之前先进行了脊髓植入，在感受了两种不同方法后，他称， “我以前觉得是植入系统在控制我，但现在是我在控制它。”

尽管研究在不断优化，不过整套传导设备的体积过于庞大，仍处于试验阶段。

Courtine教授称， 最终目标是使这项技术小型化、商业化、日常化。

此外，Courtine教授指出，Oskam是在事故发生10年后接受了植入，所以想象一下，当一个人在受伤几周后就接受脑-脊髓接口手术，它的复苏潜力是巨大的。