脑植入物使瘫痪的猴子再次行走

十年来，神经科学家Gregor Courtine一直在研究恢复具有脊髓损伤的瘫痪灵长类动物的运动活动的可能性。为了进行研究，这位科学家必须定期从瑞士飞往中国，在那里他对灵长类动物进行了实验。问题在于，无论在美国还是在欧洲，都无法进行此类研究-禁止进行此类研究。

这周，一位专家及其团队发表了他们一直在北京的实验室进行的实际实验的结果。科学家开发了一种用于大脑的无线植入物，该信号将信号传输到植入动物腿部肌肉中的电极。结果，对脊髓有重大损害的灵长类动物又能够行走。

“这支科学家团队已经证明，动物再次有机会以正常的运动协调性运动。这是一个伟大的工作，“ - 说拉夫·夏尔马，谁与瘫痪病人的工作，恢复手的运动功能的神经科学家。

经过改进后，由瑞士科学家开发的一项技术可能能够帮助脊髓受损的人再次行走，或者至少使他们作一些脚步运动。格雷戈尔·库尔汀（Gregor Kurtin）得到了两名志愿者的同意，将其安装在他们的体内。

纽约费恩斯坦研究所的生物工程师查德·布顿说：“这项研究有助于为瘫痪的临床研究和生物电子患者护理开辟新的途径。”顺便说一下，今年4月，该研究所的科学家为脊椎骨折的患者安装了植入物。他有机会动手，拿起物体并弹奏吉他英雄。患者与植入物一起接受了带有电极的套管。这些电极将电脉冲发送到患者的手臂。脉冲精确地发送到负责手指和手的抓紧运动的那些肌肉。


长期以来，瑞士科学家对实验大鼠进行了实验，然后研究灵长类动物。据库尔丁说，猴子对科学家所开发的系统与老鼠的反应大致相同。首先，研究小组研究了电信号从大脑到猴子腿部的运动，进行电信号和肌肉的“映射”。他们还仔细研究了脊椎下部的脊髓，该脊髓在将其传输到肌肉之前几乎接收了大脑的所有电信号。在所有这些过程之后，科学家再现了脊髓受损的灵长类动物体内电信号的传输。

猴子在大脑中植入了微电极，能够将大脑的电信号传输到一个特殊的系统，该系统对数据进行解密并将其继续传递。无线地，这些信号被传输到生成特定电信号的设备，该信号被传输到动物的下肢。结果，这些动物学会了再次行走并很好地移动。

这位科学家说：“当整个团队看到这一切时，他们都欢呼雀跃。”他看到了许多在灵长类和人类中未能成功恢复运动功能的案例。到目前为止，下肢的协调还不能称得上是理想的，但是动物在腿上施加的力量与其重量相对应。换句话说，站在脚掌上的动物不会掉落，四肢不会弯曲。



神经科学家现在已经在制造仿生假体方面取得了重大成功。这一切都归功于现代技术的发展。例如，今年，将近30年前失去手臂的朱迪·奥康奈尔·蓬科斯（Jodie O'Connell-Ponkos）收到了一种新型的假体，甚至可以检测到最弱的神经末梢信号。假肢几乎可以执行所有者考虑过的所有动作。

新型假肢“理解”该电信号应由手指激活，而该电信号应由手腕激活。结果，假肢根据使用者的想法工作。如果他决定拿些东西，假体会自动响应该信号。如果假体拥有者想要矫正头发，则系统可以满足拥有者的意图。 Coapt的仿生假肢与另一肢同步工作，因此可以用天然手和人造手执行协调的动作。

脊髓损伤是一个更加复杂的问题，多年来，科学家们一直在尝试以不同程度的成功来解决。至于库尔丁和他的两个志愿者，到目前为止，他们还没有在大脑中植入电极，只是安装了一个向腿部肌肉发送信号的系统。因此，患者无法控制自己的腿，信号由科学家“通过空中”传输。现在，专家们正在研究设备的正确操作，后来他们计划对人类使用脑植入物。

如前所述，欧洲法规使瑞士科学家的实验变得复杂。因此，库尔丁和他的团队仍然必须定期飞往中国，以继续与灵长类动物进行实验性系列活动。

DOI：10.1038 /自然。2016.20967

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399023/