重大突破!脊髓电刺激有望成为新的治疗方法

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和洛桑沃州大学医疗中心的联合研究取得突破性进展,为脊髓损伤(SCI)患者带来了福音。

2022年03月04日



我们曾介绍过一项植入式脊髓电流起搏器的研究(点击回顾),该研究在2018年底成为了全球的头条新闻,主要研究者凭此荣获2019年劳力士雄才伟略大奖。时隔三年,这项研究又取得了突破性进展,为脊髓损伤(SCI)患者带来了福音。

脊髓损伤会导致大脑的神经信号无法传输至肌肉,进而无法运动。对脊髓施加电刺激可以让肌肉重新接收到信号,进而实现恢复运动功能的目的。然而,这大大依赖脊髓植入器的功能强弱。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)教授Grégoire Courtine和洛桑沃州大学医疗中心(CHUV)教授兼神经外科医生Bloch领导的研究小组负责对动物模型和下肢运动的机制进行研究,促使其通过人工智能软件控制更复杂的植入物,实现了更强的功能,这些植入物可以刺激激活躯干和腿部肌肉的脊髓区域。

Courtine说:“我们的脊髓刺激算法仍然基于模仿人体自然的电信号,此外,我们新的柔性植入导线放置在椎骨下方,直接放在脊髓上,它们可以通过控制植入物来调节特定肌肉群的神经元。”

四年前,意大利男子Michel Roccati因摩托车事故而瘫痪,而后接受了脊髓刺激植入手术。研究人员将平板电脑无线连接到Michel的助行器,平板电脑将信号发送到起搏器上,起搏器将信号传递给植入的脊髓导线,进而刺激特定的神经元,使Michel移动。在经过练习后,Michel现在可以上下楼梯。

Courtine说:“在植入物激活后,三名患者全都能在植入几小时后,完成站立、行走、游泳和控制他们的躯干运动。这要归功于我们为每种运动形式制定的对应的刺激程序,用户可以在平板电脑上选择所需要的运动。”在恢复训练几个月后,三名患者的肌肉质量得到了恢复,可以更独立地行走,参加社交活动,比如在酒吧站着喝酒。由于该系统体量很小,患者在实验室外也可以进行训练。

目前,研究人员正准备与ONWARD Medical合作,将其转化为真正的治疗方法,从而改善更多脊髓损伤患者的生活。该研究已于2022年2月8日发表在《Nature Medicine》杂志。


参考资料

https://actu.epfl.ch/news/new-implant-offers-promise-for-the-paralyzed/

https://www.nature.com/articles/s41591-021-01663-5



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