在美国,脊髓电刺激后被踢出瘫痪的腿



美国梅奥诊所神经工程实验室的 Igor Lavrov,Dmitry Sayenko,Yuri Gerasimenko和其他研究人员使用脊髓的电刺激来帮助一位名叫Jered Chinnock的瘫痪病人移动双腿,几乎没有任何站立(在电压下) 2.1伏)并完全独立(当电压升至2.2伏时)。 根据科学家的说法,硬膜外电刺激(EES)在医学史上尚属首次,使瘫痪的患者仅在两周内即在植入物激活后八次EES刺激阶段即可执行此类动作。

将具有16个电极的条(Specify 5-6-5,Medtronic)插入Jared脊柱硬膜外腔。 电极从另一个RestoreSensor SureScan MRI(Medtronic)植入物接收信号,并刺激脊髓而不影响肌肉。 信号由0.5毫秒的脉冲提供,频率为1 Hz,电压最高为5.5伏。

即使没有事先培训,瘫痪的病人也可以利用自己的意志力来移动手指和整条腿。 其他人都习惯的奇迹,所谓的 “普通”人。

贾里德·钦诺克(Jared Chinnock)三年前在一场车祸中伤了腰。 第六胸椎的脊髓受损意味着该人在躯干下方无法感觉到任何东西。 尽管腿和其他器官完好无损,但大脑发出的信号不再传递给他们。

在植入设备之前,患者需要接受多次强化物理治疗。 由30位专家组成的小组进行了为期22周的锻炼,每周进行3次锻炼。 他们必须恢复肌肉张力,为承受压力和接收来自脊髓的信号做好准备。 刺激脊髓本身也很重要:确定在肌肉刺激过程中观察到神经活动的特定位置,并尝试对患者进行某些运动。 然后在这些地方安装了16个电极。

医生不断进行测试-一些结果得出结论,认为脊髓损伤是“可逆的”,也就是说,您可以尝试通过腰ac骨损伤部位恢复信号。

该图显示了患者的脊髓损伤情况。 结果表明,与8周后相比,物理治疗16周后某些指标有所改善。 仅在测试的第二个月,患者才根据肌电图检查结果显示出第一项活动(在图F右下方)。



物理治疗后,患者在正好位于第六个胸椎损伤部位下方的脊柱硬膜外腔内植入了一个电极-腰部在背部中部增厚。 电极连接到安装在皮肤下的计算机控制的设备。 想法是调制自然会通过脊髓神经元的信号。 计算机将信号发送到设备,然后通过电极调制某种类型的信号。



贾里德说,当专家激活电子刺激器后的第一天,他就能动动手指。 在两周之内,他成功地进行了步行运动(躺在沙发上),并且在没有医生帮助的情况下独立站立,仅靠上身的独立支撑来双手支撑双杠。


当通过指示的电极施加不同电压的信号时,肌电图指示器(底部):1.5伏和2.2伏

贾里德(Jared)以不同程度的强度移动脚

神经外科医生说,实验结果超出了预期,并且随着患者习惯于从植入物中进行神经调节,该患者继续显示出进展。

该医疗案例于2017年4月3日在Mayo Clinic Proceedings中进行了描述

瘫痪的病人以受控的方式静止不动并摇摆

神经工程师表示希望该技术的进一步发展将有助于恢复许多其他瘫痪者的基本运动功能。 当然,他们将不能像运动员那样奔跑,但他们至少可以在没有帮助的情况下保持静止甚至缓慢行走。 显然,电动机功能部分恢复的条件是损坏是不可逆的。 但是,无论如何要确保信号仍然可以通过脊髓的受损区域,您将需要进行冗长的研究,测试和治疗。

不幸的是,科学家们还无法破译大脑通过脊髓发出的真实信号。 当前的实验与Pavlov的实验相似,但级别更高。 科学家只是在寻找从外部真正控制神经系统,以及将信号从计算机转换为神经元并实时解密和编码的方法。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN402989/


All Articles