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神经刺激与手部外骨骼联合疗法改善触觉与抓握能力:14名患者试验取得突破

维也纳医科大学与苏黎世联邦理工学院、慕尼黑工业大学及贝尔格莱德医学院合作,开发出一种可穿戴的神经机器人系统,该系统将电神经刺激与手部外骨骼相结合,以改善感觉运动功能。一项针对14名脊髓损伤患者的首次人体临床试验显示,经过12周的干预后,患者的手部触觉敏感度和抓握力均得到显著改善,且疗效在训练结束后持续至少4周。

背景:从“动起来”到“感知”的跨越

脊髓损伤后手部功能丧失是严重致残的原因之一。现有的机器人康复设备(如外骨骼)主要侧重于辅助运动,但患者手部感觉的恢复往往被忽视。然而,触觉的恢复对于完成精细操作(如抓握鸡蛋、使用钥匙)和手部功能的重建至关重要——没有感觉反馈,即使能够移动手指,也难以实现有效控制。

技术方案:感知与运动的协同

该系统的设计理念是“先感知,后运动”。在患者尝试执行抓握动作的瞬间,设备会先通过放置在手腕附近的无创电极提供感觉神经刺激,模拟触觉信号传入大脑。随后,轻盈的手部外骨骼会提供恰到好处的机械助力,帮助患者完成抓握动作。

这种“感觉-运动”协同刺激旨在重新激活损伤后休眠的神经通路,促进大脑感觉运动皮层的功能重组。

临床数据:触觉与抓握的同步改善

  • 触觉感知的“觉醒”:12周训练后,患者的触觉感知阈值显著降低,轻触觉感知精度提高了约30%。

  • 抓握功能的提升:标准握力测试显示,患者的抓握力显著增强(平均提升25%),在抓握和放置物体的灵活性方面也有明显改善。

  • 疗效的持续:训练结束后4周的随访中,触觉和运动功能的改善得以维持,提示中枢神经系统可能已建立了持久的可塑性改变。

机制猜想:通向神经重塑的桥梁

研究团队推测,这种“感知-运动”协同刺激可能通过增强感觉传入和运动指令的时间一致性,促进皮层和皮层下神经环路的可塑性重组。这与“赫布法则”(一起放电的神经元会连接得更紧密)的神经科学原理相吻合,为脊髓损伤后残留神经通路的再训练提供了新的可能。

未来方向

研究团队正致力于将这一系统拓展至其他类型的感觉运动障碍,并计划通过更大规模的临床试验来验证其长期效果。他们期望在未来5-10年内,这类技术能成为神经康复的标准选项之一,帮助患者重新找回“手感”。

(责任编辑:泉水)