电流刺激使瘫痪患者重获行走能力
时间:2014-11-01 09:22 来源:Science Translational Medicine 作者:江洪波 点击:次
2014年9月24日,《科学-转化医学》(Science Translational Medicine)杂志发表了瑞士联邦理工学院洛桑(EPFL)研究人员的最新成果:通过实时电刺激脊髓,可使完全瘫痪的小鼠恢复行走能力。这一突破为脊髓损伤患者的康复带来了新希望。 人体依赖电流发挥功能,例如人脑的电流输出约为30瓦。当神经系统回路受损时,电信号传递受阻,常导致毁灭性神经功能障碍,如瘫痪。神经系统的电刺激可在不同程度上缓解这些障碍:深度脑刺激有助于治疗帕金森病引起的震颤;对于截肢者,电信号可刺激断肢神经修复触觉;脊髓电刺激则能修复脊髓损伤患者的运动控制能力。那么,电信号能否帮助瘫痪者自由行走? 研究团队将小鼠的脊髓从中背部完全切断,使其大脑信号无法传递至下部脊髓,导致后肢完全瘫痪。随后,研究人员植入软电极,对下部脊髓施加电流刺激,成功重新激活神经回路,使小鼠恢复行走,并能实时控制运动方向和抬腿高度。他们发现,小鼠肢体抬升高度与电刺激频率之间存在直接关系,并据此设计出适应障碍物或台阶的步态电流。2015年夏季,研究人员计划在瑞士洛桑大学附属医院(CHUV)采用新型步态平台(Gait Platform)对完全性脊髓损伤患者进行临床试验。该平台由神经科学家Grégoire Courtine团队设计,配备定制跑步机、地面支持系统、14个红外相机及两个录像设备,可采集大量身体运动信息,用于实时监控和微调电刺激信号,以获得最佳辅助效果。 这项成果源于欧洲NEUWalk项目。神经工程师Silvestro Micera指出,揭示神经系统工作原理有助于开发更有效的神经假肢技术。目前,研究团队正进一步探索从大脑解码肢体运动信号,并利用该信号直接刺激脊髓的可能性。 参考文献:N. Wenger, E. M. Moraud, S. Raspopovic, M. Bonizzato, J. DiGiovanna, P. Musienko, M. Morari, S. Micera, G. Courtine. Closed-loop neuromodulation of spinal sensorimotor circuits controls refined locomotion after complete spinal cord injury. Science Translational Medicine, 24 September 2014; DOI:10.1126/scitranslmed.3008325 (责任编辑:泉水) |