请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
搜索
查看: 1741|回复: 0

[前沿科技] 2017技术突破盘点(一)——消灭瘫痪

[复制链接]

65

主题

76

帖子

574

积分

版主

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

积分
574
发表于 2018-1-2 14:13:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 首乌 于 2018-3-7 09:58 编辑

消灭瘫痪
——科学家们在使用大脑植入物来恢复脊髓损伤夺走的运动自由方面取得了显著进展,并预计10到15年应用。

作者:Antonio Regalado      译自https://www.technologyreview.com/lists/technologies/2017/

预计应用时间:10-15年
科学家们在使用大脑植入物来恢复脊髓损伤夺走的运动自由方面取得了显著进展。

brain.jpg
“走,走!” 这个想法在格里瓜尔·库尔蒂心里不停呼喊。


这位法国神经科学家正在观察一只猕猴,它在跑步机的一端积极地弯腰驼背。他的研究小组用刀片将动物的脊髓切开,使其右腿瘫痪。现在,考特琳想要证明他能让猴子再次行走。为了做到这一点,他和他的同事们在颅骨下面安装了一个录音装置,触摸它的运动皮层,并在动物的脊髓周围缝合了一块柔软的电极,在受伤的下方。无线连接连接了这两个电子设备。


结果是:一个系统读取猴子的移动,然后立即以电刺激的形式传送到它的脊柱。很快,猴子的右腿开始移动。一步一步,它蹒跚前进。瑞士洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)的教授考特琳(Courtine)回忆说:“猴子在想,然后砰的一声,它就走了。”
读脑.jpg
近年来,实验室动物和少数人通过与机器连接的大脑植入物控制电脑光标或机械手臂。现在,研究人员正朝着彻底扭转瘫痪的方向迈出了重要的一步。他们将大脑阅读技术与身体上的电刺激器进行了无线连接,形成了一种“神经旁路”,这样人们的思想就能再次移动他们的四肢。
反射.jpg
在凯斯西储大学,在克利夫兰,一个中年的四肢瘫痪者——他不能移动任何东西,但他的头和肩膀——同意让医生在他的大脑中植入两种记录植入物,和猴子使用的同样的球场。他们用硅制成,比邮票还小,用100个头发大小的金属探头,可以“倾听”,因为神经元会发出指令。


为了完成这个旁路,由Robert Kirsch和Bolu Ajiboye领导的病例小组也将16个精细电极滑进了这个人手臂和手的肌肉中。在这个实验的视频中,志愿者可以看到他的手臂在弹簧手臂的帮助下慢慢地抬起手臂,他的手张开并紧紧地握着。他甚至还用吸管举了个杯子。没有这个系统,他就不能做任何事情。


试着坐在你的手上一天。这将给你一个关于脊髓损伤破碎后果的想法。你不能搔你的鼻子,也不能弄乱孩子的头发。“但如果你有这个,”考特琳说,伸手去拿一个红色的咖啡杯,用一个演员夸张的动作把它举到嘴边,“它改变了你的生活。”


在医学期刊上发表的这一案件的结果,是使用植入电子设备恢复各种感官和能力的更广泛努力的一部分。除了治疗瘫痪,科学家们还希望使用所谓的神经修复术来逆转眼睛中植入芯片的盲目性,并可能恢复因阿尔茨海默病而丢失的记忆(参见“2013年的10项突破性技术:记忆植入”)。


他们知道这是可行的。考虑耳蜗植入物,它使用麦克风将信号直接传递到听觉神经,在内耳的非工作部分周围进行路由。每个月,大眼睛失聪儿童第一次听到母亲的视频在网上疯传。超过25万例失聪患者接受了治疗。


但是将神经义肢转化为帮助瘫痪病人的东西是困难的。1998年,一名患者首次使用脑部探针将电脑光标移过屏幕。这和其他几项引人注目的脑部控制专长并没有得到更广泛的实际应用。这项技术仍然太激进,太复杂,无法从实验室出来。考特琳大声说道,梳着他的头发。“我们一直在突破极限,但这是一个重要的问题,如果整个领域都有产品的话。”


法院的实验室位于日内瓦的一座令人眩晕的玻璃和钢铁建筑中,它的中心是一个价值1亿美元的中心,瑞士亿万富翁Hansjorg Wyss专门为解决脊髓旁路等神经技术遗留的技术障碍提供资金。它聘请了来自医疗设备制造商和瑞士手表公司的专家,并配备了干净的房间,这些房间里的金线被印在橡胶电极上,可以像我们的身体那样伸展。
无线装备.jpg
该中心的负责人是美国人约翰·多诺霍(John Donoghue),他领导了美国大脑植入技术的早期发展(见“植入希望”),并于两年前搬到日内瓦。他现在正努力在一个地方聚集大量的技术资源和人才——熟练的神经科学家、技术人员、临床医生——需要建立商业上可行的系统。
Donoghue的首要任务是“神经通讯”,一种超紧凑的无线设备,能以互联网的速度从大脑中收集数据。“你脑袋里的收音机,”Donoghue说,“是世界上最先进的大脑沟通者。”“火柴盒大小的原型是由生物相容性的钛和蓝宝石玻璃制成的。”考特宁在他的猴子测试中使用了更早更笨重的版本。
正如他们所经历的那样复杂,而且进展缓慢,神经旁路是值得追求的,因为病人需要它们,Donoghue说。“问问别人是否愿意自己移动手臂,”他说。“人们更愿意回到日常生活中去。”他们想要重回正常的生活。




您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

手机版|小黑屋|新华三智能终端 ( 浙ICP备09064986号-1 浙公网安备 33010802004416号

快速回复 返回顶部 返回列表