天天看点：新技术改善瘫痪猴子的手臂控制，未来或帮助数百万患者恢复活动能力

• 2022-07-02 06:05:09 来源：科技日报

当检测到想要移动的活动对象的时候，可以检测到控制运动的区域的动物的电极被打开。图片来源：匹兹堡大学

科技日报实习记者 张佳欣

【资料图】

美国匹兹堡大学的研究人员报道，电刺激严重损伤的上脊髓幸存神经可改善上肢的运动控制，使手臂功能受限的人恢复部分失去的运动能力。第一轮临床前实验数据6月30日发表在《自然·神经科学》杂志上。这项突破性研究为超过500万因脊髓损伤或中风而瘫痪的人带来了希望。

资深作者、神经外科助理教授、皮特康复与神经工程实验室成员马可·卡波格罗索博士说：“即使是最简单的手臂动作，我们的神经系统也必须协调数百块肌肉，在实验室外，用直接电刺激肌肉来取代这种复杂的神经控制非常困难。”

与其它哺乳动物不同的是，灵长类动物和人类的上肢动作范围广泛，动作灵巧。通过改变单个手指的位置，可以在肩部旋转手臂、在肘部弯曲手臂、弯曲和伸展手腕，以及改变握手的方式，这使得人类能够非常复杂地控制握持物品的方式，以及以其他方式与客体互动。但另一方面，这种能力也让恢复手臂和手的运动变得格外困难。

此次，匹兹堡大学研究人员没有用电刺激肌肉，而是开发了一种技术，可以激活连接大脑和脊髓的剩余健康神经，通过对脊髓的特定刺激脉冲恢复大脑和手臂之间的连接，从而潜在地使瘫痪患者能够执行日常生活任务。

为了测试这项技术，研究人员对患有部分手臂瘫痪的猕猴进行了研究，这些猴子被训练去伸手、抓住和拉动杠杆，以接受它们最喜欢的食物。

除了大脑植入检测控制自主运动区域的电活动外，研究人员还在猴子身上植入了一小串电极，这些电极连接到橡皮擦大小的外部刺激器。当大脑电极检测到动物移动手臂的意图时，刺激器会沿着脊髓向手臂和手部的肌肉发送微小的电击信号，电极就会瞬间开启。

一段实验视频显示，这只猴子原本无法拿到食物，但当刺激器刺激它的脊髓时，它可以实现抓住食物。

电极和刺激器被放置在从脊髓向手臂和手部肌肉延伸的神经根上，该设备经过广泛验证，确保每种动物的独特解剖结构与之兼容。分析表明，虽然刺激不足以完全恢复手臂功能，但刺激显著提高了精确度、力量和运动范围，使每种动物的手臂移动更有效率。重要的是，这些动物在适应和学习如何使用刺激的过程中继续进步。

目前，匹兹堡大学研究团队正在进行人体临床试验，测试脊髓电刺激是否可改善中风患者手臂和手的控制能力。

标签： 活动能力

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