治愈癱瘓

　　Reversing Paralysis

　　技術突破：無線腦-體電子元件可繞過神經系統的損傷來實現運動。

　　重要意義：全球有數百萬人被癱瘓所折磨，無時不刻都渴望著擺脫疾病的困擾。

　　主要研究機構：

　　- 巴黎綜合理工大學洛桑理工學院(EPFL)

　　- 韋斯生物和神經工程中心(Wyss Institute at Harvard)

　　- 匹茲堡大學(University of Pittsburgh)

　　- 凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)

　　成熟期：10至15年

　　Grégoire Courtine持有腦脊柱接口的兩個主要部分

　　在利用腦植入來恢復脊髓損傷引起的運動自由受損上，科學家們已經取得了顯著的進步。

　　近年來，借助腦植入物，少量患者已可以通過思想來控制計算機光標或者是機器臂?，F在研究人員正在嘗試意義重大的下一步：治愈癱瘓。

　　他們利用無線電將大腦讀取技術直接連接到身體上的電刺激器，創(chuàng)造出法國神經科學家Grégoire Courtine所稱的“神經旁路”，從而使人們的想法能夠再次控制他們的四肢。

　　由Robert Kirsch和Bolu Ajiboye領導的凱斯西儲大學團隊對一個四肢癱瘓者進行了一次實驗，他們在癱瘓者的手臂和手掌肌肉安裝了超過16個的精細電極，在大腦中放置了兩個比郵票還小的硅制記錄裝置，上面有上百個頭發(fā)大小的金屬探針，來探測神經元發(fā)出的命令。

　　在操作過程中，志愿者在彈簧扶手的幫助下緩慢地抬起了他的手臂，并可以實現手掌的張和握，他甚至可以把有吸管的杯子遞到嘴邊。

　　左：一個帶電極的大腦閱讀芯片的特寫。右：模擬脊髓的柔性電極。

　　這個凱斯西儲大學將要在醫(yī)學雜志上發(fā)表的結果，是使用植入電子設備來恢復各種感官和功能的廣泛研究中的一部分。除了治療癱瘓外，科學家希望能夠使用所謂的“神經義肢”，通過在眼睛中放置芯片來恢復視力，或者是恢復阿爾茨海默病人的記憶。

　　相比起非常成熟的人工耳蝸，讓“神經義肢”改善癱瘓會更有難度。在1998年，一個患者使用腦探針實現了移動計算機光標的任務，但它并沒有任何更為廣泛的實際應用。該項技術仍然太基礎、太復雜以及無法脫離實驗室的環(huán)境。

　　瑞士億萬富翁Hansjrg Wyss專門為解決脊髓旁路等神經科技的技術設立了研究中心。該研究中心的領導人是約翰·多諾霍(John Donohoe)，他正試圖帶領神經科學家、技術人員、臨床醫(yī)生共同創(chuàng)建一個商業(yè)上可行的系統。

　　對于多諾霍來說，首要任務之一是制造“神經通”——這是一個超緊湊型無線設備，以網絡速度從大腦收集數據。多諾霍說，“這是世界上最復雜的大腦通信器?！?/p>

　　無線神經通訊裝置模型

　　雖然很復雜，并且進展緩慢，但是神經旁路仍然意義重大，病人對此充滿了強烈的期待，多諾霍說，“人們希望恢復他們的日常生活?！?/p>

　　神經旁路中的里程碑

　　1961年：醫(yī)生和發(fā)明家William F. House測試了第一個人工耳蝸，證明可以恢復聽力。該設備使超過25萬人受益。

　　1998年：醫(yī)生在一個不能說話的癱瘓者的大腦中安裝了一個電極，使其通過計算機與人交流。

　　2008年：猴子的大腦信號通過互聯網從美國發(fā)送到日本，從而激發(fā)機器人在跑步機上行走。

　　2013年：美國監(jiān)管機構批準了Second Sight公司出售的“仿生眼”。原理是利用縫合到視網膜的芯片，從而繞過受傷的光感受器。

　　2014-2015年：俄亥俄醫(yī)生開始努力使兩個不同癱瘓類型的男人“重獲新生”。他們的想法可以傳遞到他們手臂上的電極，從而實現手指的伸縮。

　　2016年：28歲的Nathan Copeland通過大腦植入物操控了一個機器臂，使得他可以“感覺”到手指，還在奧巴馬總統訪問實驗室時與他頂拳。

　　脊柱受傷導致右腿癱瘓的猴子，在實施手術后恢復正常行走能力