研究人员使用无线神经接口恢复了灵长类动物的腿部运动

一个国际科学家团队已使用无线“脑脊髓接口”绕过一对恒河猴的脊髓损伤，从而使有意识的步行运动恢复到暂时瘫痪的腿上。研究人员在《自然》杂志上描述了他们的工作，他们说这是首次使用神经假体将步行运动直接恢复到非人类灵长类动物的腿上。

这项研究是由科学家和神经工程师在瑞士联邦洛桑联邦理工学院(EPFL)与德国布朗大学，美敦力(Medtronic)和德国弗劳恩霍夫ICT-IMM领导的合作下进行的。这项工作建立在布朗和合作机构开发的神经技术的基础上，并与波尔多大学，Motac Neuroscience和洛桑大学医院合作进行了测试。

“我们开发的系统利用大脑运动皮层记录的信号来触发负责运动的脊椎神经的协调电刺激，”布朗工程学助理教授戴维·波顿(David Borton)表示，该研究的合作者之一主要作者。“打开系统后，我们研究中的动物的运动几乎正常。”

这项工作可以帮助开发出一个类似的系统，该系统专为脊髓损伤的人设计。

博顿说：“有证据表明，大脑控制的脊柱刺激系统可以增强脊髓损伤后的康复能力。”“这是进一步测试这种可能性的一步。”

领导该合作的EPFL教授GrégoireCourtine已在瑞士开始临床试验，以测试界面的脊柱部分。他告诫说：“未来还有很多挑战，可能需要花费数年的时间才能在人群中测试该干预措施的所有组成部分。”

重新建立沟通

大脑和脊髓中神经元之间复杂的相互作用使步行成为可能。来自大脑运动皮层的电信号向下传播到下部脊髓的腰部区域，在那里它们激活运动神经元，协调协调负责伸展和弯曲小腿的肌肉的运动。

上脊椎受伤会切断大脑和下脊髓之间的通讯。运动皮层和脊髓神经元都可能完全起作用，但它们无法协调其活动。该研究的目的是重新建立一些沟通。

脑脊柱接口使用植入到大脑中的药丸大小的电极阵列记录运动皮层的信号。传感器技术部分由BrainGate合作开发，供人类研究使用，该研究团队由布朗，凯斯西储大学，麻萨诸塞州总医院，普罗维登斯VA医疗中心和斯坦福大学组成。这项技术已用于正在进行的试验性临床试验中，并且先前曾在由布朗神经工程师Leigh Hochberg领导的一项研究中使用，该研究中四肢瘫痪的人只需考虑自己的手部动作即可操作机械臂。

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