据统计,外伤性颈脊髓损伤后,大约20%的患者会四肢瘫痪,严重影响其生活质量。为了帮助患者恢复运动能力,已有不少研究通过肌肉或脊髓的功能性电刺激,或运动神经假体、脑机接口等成功绕过损伤的脊髓区域。外骨骼也已与基于脑电图(EEG)的脑机接口配合使用,应用于中风或脊髓损伤引起的严重运动障碍患者(四肢瘫痪或截瘫患者)的康复或神经功能恢复,但目前的研究仅限于利用侵入性皮层内记录方法来控制很少的作用效应器,或者使用仅限于一只肢体的功能性电刺激(表面或经皮)。近日,法国格勒诺布尔大学的AlimLouisBenabid教授团队为四肢瘫痪患者设计了神经假体(图A,由病人的大脑控制,在无人监督的情况下,满足慢性植入装置的要求(无线,完全植入式,长期生物相容性好)。脑-机接口系统包括64个电极的可完全植入的硬膜外记录器、一个有四肢的电动外骨骼、嵌入式解码算法和软件),并首次通过2名患者进行了临床应用(ClinicalTrial注册号NCT)。第一名受试者在皮肤闭合时,植入物被探测到,很快被激活并停止了通讯,而该技术问题在第二个病人植入前被识别和纠正。这名28岁的男性脊髓C4-C5损伤后四肢瘫痪,研究人员将两个双侧无线硬膜外记录仪植入其大脑的上肢感觉运动区域,硬膜外脑电图信号通过自适应解码算法在线处理,再将命令发送到效应器(虚拟化身或外骨骼)。研究结果表明,自年6月至年7月两年间,这名受试者通过在家中使用虚拟化身(成功率64%),或在实验室使用外骨骼(成功率70.9%),控制了一个运动程序,该程序可以模拟步行并在各种伸手触摸任务和手腕旋转过程中以八个自由度进行双手、多关节的上肢运动。这表明,完整的脑机接口系统可以使用连续的在线硬膜外脑电图(ECoG)解码四肢瘫痪患者的大脑活动,以长期(24个月)激活四肢神经假体外骨骼。患者可以通过大脑的控制能够执行各种运动任务,随着患者使用假体时间的延长,外骨骼活动性增强。上述研究成果近日发表于TheLancetNeurology杂志,这项研究首次将人类长期临床应用所需的所有技术要素(硬膜外脑电图,无线功率发射,多种ECoG通道的在线解码以及全嵌入式)进行了组合。这种双侧电极的长期组合使探索多肢体的高维控制成为可能。该临床研究首次证明该系统可以从实验室扩展到家庭以及其他应用。该系统能够准确地利用来自多个皮质区域的信息,从而在一定程度上重建残疾人的辅助行动能力,改善患者的生活质量。戳下面的阅读原文,查看文章全文!

编辑:李佳音

                







































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