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电流刺激让瘫痪老鼠重新奔跑

2009-11-03 14:11 未知 自然神经科学 阅读 0
核心摘要: 瑞士科学家通过电流刺激和药物联合治疗,使脊髓完全切断的瘫痪老鼠在数周内恢复行走和奔跑能力。研究发现脊髓神经网络具备独立于大脑的认知处理能力,能根据环境调整运动模式。团队正在开发可植入人体的柔性电极装置,有望4年内用于人类脊髓损伤康复。

一项发表在《自然神经科学》上的研究显示,瑞士科学家通过持续的电流刺激和药物联合治疗,使脊髓完全切断的瘫痪老鼠在数周后恢复了行走和奔跑能力。该技术未来有望应用于人类脊髓损伤康复。

核心发现:研究团队在老鼠脊髓损伤部位下方植入电极,施加持续的电刺激,并配合血清素和多巴胺等神经递质药物,激活了脊髓中的神经网络。瘫痪老鼠在刺激后一周内即可在跑步机上用后腿支撑体重行走,经过数周物理治疗,它们能够连续奔跑30分钟而不摔倒。

脊髓的独立学习能力:令人惊讶的是,即使失去大脑信号输入,老鼠的脊髓神经网络仍能根据外部环境调整运动模式。例如,当跑步机反转时,老鼠会倒着行走。苏黎世大学教授格莱戈尔·库尔蒂纳解释说:“这证明脊髓神经网络具备一定的认知处理能力,能够感知外部变化并调整肌肉刺激方式。” 这一发现挑战了传统认知,表明脊髓在运动控制中具有独立于大脑的智能。

技术转化前景:库尔蒂纳团队正在设计一种神经替代物——一种长3厘米、厚0.01厘米的柔性电极条,可植入椎骨与脊髓之间。目前已在老鼠身上进行试验,预计4年内开发出适用于人体的植入装置。该技术为脊髓损伤患者恢复运动功能提供了全新希望。

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