Nature Medicine封面論文：混合型腦-體接口，幫助完全癱瘓者恢復(fù)手部運(yùn)動(dòng)和感覺

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

全球有數(shù)百萬人因脊髓損傷、中風(fēng)及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病而遭受運(yùn)動(dòng)和感覺功能障礙。

2026 年 7 月 16 日，諾斯維爾健康的研究人員在Nature Medicine期刊發(fā)表了題為 ： A neuroprosthesis for restoring hand movement and sensation in a person with complete tetraplegia 的研究論文，該論文還被選為當(dāng)期封面論文。

該研究開發(fā)了一種“雙重神經(jīng)旁路”（DNB）系統(tǒng)，這是一種混合型神經(jīng)假體裝置，成功幫助一名因嚴(yán)重脊髓損傷而完全四肢癱瘓患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)與感覺功能，并實(shí)現(xiàn)即時(shí)且持久的改善。

脊髓損傷（SCI）是導(dǎo)致癱瘓的主要原因之一，超過一半的病例會(huì)出現(xiàn)四肢癱瘓。脊髓損傷患者始終將恢復(fù)上肢運(yùn)動(dòng)能力視為最重要的康復(fù)目標(biāo)。此外，完全性損傷（即損傷平面以下無任何自主運(yùn)動(dòng)或感覺功能）尤其難以治療，恢復(fù)有用功能的情況極為罕見。

之前的研究證明，利用單向皮層內(nèi)腦機(jī)接口（iBCI）連接實(shí)時(shí)肌肉刺激的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體，能夠恢復(fù)完全性四肢癱瘓患者由思維驅(qū)動(dòng)的功能性手部運(yùn)動(dòng)。然而，這種方法并未包含對(duì)熟練抓握至關(guān)重要的觸覺感官反饋，也未采用促進(jìn)神經(jīng)可塑性和持續(xù)感覺運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的方法。

通過初級(jí)體感皮層（S1）的皮層內(nèi)微刺激（ICMS）實(shí)現(xiàn)觸覺反饋，此前已被用于操控機(jī)械手完成任務(wù)，但尚未應(yīng)用于用戶自身手部的操作。此外，雖然已證實(shí)使用 ICMS 可暫時(shí)增強(qiáng)觸覺感知，但持續(xù)性的恢復(fù)效果仍難以實(shí)現(xiàn)。還有研究表明，通過 iBCI 介導(dǎo)的脊髓刺激（SCS）可恢復(fù)功能，但僅限于不完全性脊髓損傷患者的下肢。

為解決高位完全性脊髓損傷患者恢復(fù)上肢功能的臨床需求，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種“雙重神經(jīng)旁路”（double neural bypass，DNB）系統(tǒng)，這是一種兼具輔助與治療作用的混合型腦-體接口（brain–body interface）。該系統(tǒng)整合了雙向皮層內(nèi)腦機(jī)接口（iBCI），其能夠讀取與患者運(yùn)動(dòng)意圖相關(guān)的腦信號(hào)，采用穩(wěn)定的神經(jīng)解碼架構(gòu)來推斷用戶的運(yùn)動(dòng)意圖，利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)支持精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制，并通過向脊髓及負(fù)責(zé)觸覺感知的腦區(qū)（初級(jí)體感皮層）發(fā)送定向刺激，以促進(jìn)神經(jīng)可塑性和持續(xù)性功能恢復(fù)，從而幫助患者控制手部運(yùn)動(dòng)。

接下來，研究團(tuán)隊(duì)招募了一位 42 歲的脊髓損傷導(dǎo)致的完全性四肢癱瘓男性患者，他因潛水事故導(dǎo)致頸椎 C4 節(jié)段感覺和 C5 節(jié)段運(yùn)動(dòng)功能完全喪失，已持續(xù) 13 個(gè)月。該患者無法將手臂或手抬至面部，無法持物，且前臂遠(yuǎn)端及手部無任何感覺，上肢的感覺和運(yùn)動(dòng)功能嚴(yán)重受限。

在這項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，對(duì)他的脊髓進(jìn)行刺激就能改善他彎曲肘部的能力，使他能夠?qū)⑹痔е撩娌?。完整?DNB 系統(tǒng)還幫助他完成張握手部、用杯子喝水、自主進(jìn)食等動(dòng)作，并能在抓取易碎物品時(shí)更好地控制抓握力。該系統(tǒng)持續(xù)識(shí)別患者的手部運(yùn)動(dòng)意圖超過 5 個(gè)月，無需重復(fù)的再訓(xùn)練，該系統(tǒng)還幫助患者恢復(fù)了腕部部分觸覺，這種感覺在刺激停止后仍持續(xù)了兩個(gè)月以上。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究表明，將感覺運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體與靶向大腦和脊髓神經(jīng)調(diào)控相結(jié)合，有望在嚴(yán)重癱瘓患者中恢復(fù)具有臨床意義的功能。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41591-026-04498-0