國(guó)外小伙癱瘓12年，靠意念行走重塑醫(yī)學(xué)奇跡

醫(yī)學(xué)奇跡！

國(guó)外小伙車禍后下半身癱瘓，如今靠著科技，竟然又站起來了。

2011 年，Gert-Jan Oskam 在中國(guó)居住，沒成想有一天遭遇了一場(chǎng)摩托車車禍。

那時(shí)的他，從屁股往下全部癱瘓，整天坐在輪椅上，生活不能自理。

現(xiàn)在，科學(xué)家往他腦袋里放了個(gè)小裝置，從此又能繼續(xù)站起來愉快的玩耍了！

醫(yī)學(xué)奇跡

Oskam 表示，12 年來，自己一直在嘗試重新恢復(fù)行走的能力。

在今年的一場(chǎng)發(fā)布會(huì)上，他如釋重負(fù)地說，自己終于學(xué)會(huì)了如何正常、自然地行走了。

這歸功于 Nature 上發(fā)表的一篇文章中所提到的內(nèi)容。

瑞士的研究人員在論文中詳細(xì)介紹了這個(gè)小裝置的作用 —— 它在 Oskam 的大腦和脊髓之間建立了一座「數(shù)字橋梁」，巧妙地把受傷的部位繞過去，這樣 Oskam 就能重新和脊柱建立聯(lián)系了。

正是這個(gè)小東西，讓年齡 40 歲的 Oskam 可以在拐杖的輔助下重新站立、行走，甚至還能爬坡。

在植入了這個(gè)小裝置的一年多以后，Oskam 還是能像一開始那樣重新行走。

甚至，種種跡象表明，Oskam 的神經(jīng)功能還有恢復(fù)的趨勢(shì) —— 即使在植入的小裝置關(guān)閉時(shí)也能拄著拐杖行走。

瑞士的研究人員表示，他們能捕捉到 Oskam 的想法，并將這些想法轉(zhuǎn)化為對(duì)脊髓的刺激，以重新建立自主運(yùn)動(dòng)。

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的脊髓專家 Grégoire Courtine 主導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

而負(fù)責(zé)將裝置植入 Oskam 大腦的，則是洛桑大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家 Jocelyne Bloch。他表示，這種想法一開始對(duì)自己來說只會(huì)是存在在科幻小說中的內(nèi)容，而如今卻變成了現(xiàn)實(shí)。

值得注意的是，近幾十年來，脊髓損傷治療技術(shù)取得了許多進(jìn)展。

2016 年，以 Courtine 博士為首的一組科學(xué)家讓癱瘓的猴子恢復(fù)行走能力，而另一名科學(xué)家則幫助一名男子重新獲得了對(duì)曾經(jīng)殘廢的手的控制權(quán)。

2018 年，同樣由 Courtine 博士領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)小組設(shè)計(jì)了一種用電脈沖發(fā)生器刺激大腦的方法，可以讓部分癱瘓的人重新走路和騎行。

而就在去年，不斷發(fā)展的大腦刺激模式使得癱瘓的受試者能夠在治療的一天內(nèi)完成游泳、走路和騎行等難以想象的任務(wù)。

Oskam 是這樣描述他的感受的 —— 在植入設(shè)備的幾年前，他也接受過別的手術(shù)，甚至還恢復(fù)了一些行走的能力。但是進(jìn)步有限，并且他感覺就算是恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)，體感也和正常的時(shí)候不同。

「就好像我的思想和身體分家了，有一種陌生的距離感。」

而如今，新技術(shù)的植入改變了這一點(diǎn)。

他表示，「以前是刺激控制我，現(xiàn)在是我控制刺激。」

大腦 — 脊柱接口

研究人員將這項(xiàng)技術(shù)稱為大腦 — 脊柱接口，它利用 AI 來讀取 Oskam 先生的意圖，然后轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再和肌肉的運(yùn)動(dòng)相匹配。

自然運(yùn)動(dòng)中的病因?qū)W —— 從思想到意圖再到行動(dòng)，都被保留了下來。

正像 Courtine 博士所描述的那樣，新技術(shù)唯一的補(bǔ)充就是跨越脊柱受傷部位的「數(shù)字橋梁」。

該領(lǐng)域的科學(xué)家們幾十年來一直在研究將大腦與脊髓刺激相連接的理論，但這是他們第一次在人類患者身上取得如此巨大的成功。

「說起來容易，做起來難得多。」

在實(shí)操過程中，研究人員首先在 Oskam 的頭骨和脊柱中植入了電極。

然后，該團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)程序來觀察，當(dāng)他試圖移動(dòng)身體的不同部位時(shí)，大腦的哪些部位會(huì)亮起。

這種「思想解碼器」能夠?qū)⑻囟姌O的活動(dòng)與特定的意圖相匹配 —— 每當(dāng) Oskam 先生試圖移動(dòng)他的腳踝時(shí)，設(shè)備的一部分就會(huì)亮起。而當(dāng)他試圖移動(dòng)他的臀部時(shí)，另一部分就會(huì)亮起。

接下來，研究人員使用另一種算法將大腦植入物連接到脊柱中的設(shè)備，后者被設(shè)置為向他身體的不同部位發(fā)送電信號(hào)，由此引發(fā)運(yùn)動(dòng)。

該算法能夠解釋每塊肌肉收縮和放松的方向和速度的細(xì)微變化。而且，由于大腦和脊柱之間的信號(hào)以每 300 毫秒發(fā)送一次的速度進(jìn)行，Oskam 先生可以有效地快速調(diào)整運(yùn)動(dòng)策略。

在第一次治療中，他就成功地扭動(dòng)了臀部肌肉。

在接下來的幾個(gè)月里，研究人員對(duì)大腦 — 脊柱接口進(jìn)行了微調(diào)，以更好地適應(yīng)行走和站立等基本動(dòng)作。

目前，Oskam 的步態(tài)看起來比之前正常了許多，并且能夠相對(duì)輕松地邁上臺(tái)階和斜坡。

即使在幾個(gè)月沒有接受治療之后也是如此。

此外，經(jīng)過一年的治療，他發(fā)現(xiàn)就算沒有大腦 — 脊柱接口的幫助，他的運(yùn)動(dòng)情況依然有了明顯的改善。

不過，作為一項(xiàng)新技術(shù)，研究人員還是坦然承認(rèn)了現(xiàn)階段該技術(shù)的局限性。

這種局限性主要集中在:大腦中的細(xì)微意圖是很難辨別的，目前的大腦 — 脊柱接口雖然適合病人執(zhí)行走路這個(gè)行為，但是想恢復(fù)上半身運(yùn)動(dòng)可能就不會(huì)這么有效了。

此外，這種治療屬于侵入性療法，患者需要經(jīng)過多次手術(shù)和好幾個(gè)小時(shí)小時(shí)的物理治療，而目前的系統(tǒng)還并不能有效修復(fù)出現(xiàn)的所有脊髓麻痹現(xiàn)象。

不過 Courtine 博士表示，研究人員會(huì)繼續(xù)發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，讓所有有需要的人都成功應(yīng)用。

參考資料