上海
財聯社7月17日訊（編輯 趙昊）美國一癱瘓男子借助一種新型腦機植入技術恢復了此前雙手的運動能力和觸覺，這項突破為其他脊髓損傷患者帶來了新的希望。
周四（7月16日）發表在《自然·醫學》上的論文寫道，研究人員利用先進的機器學習算法和皮膚傳感器，能將患者的大腦信號實時轉化為肢體運動。
研究顯示，這位原本四肢癱瘓患者——基思·托馬斯（Keith Thomas）——已經能夠自行進食，而且在停止治療數月后，這些改善效果依然得以維持。
2020年，托馬斯在跳進泳池時摔斷了脖子，導致胸部以下癱瘓。2023年3月，他接受了一項長達15個小時的腦部手術，在大腦內植入5組微電極陣列，以采集與其運動意圖相對應的大腦信號。
來源：紐約范斯坦醫學研究所
隨后，研究人員將這些信號輸入機器學習算法。當托馬斯產生手部運動意圖時，算法便向其前臂肌肉發送相應的電刺激信號。同時，研究人員還配合使用貼附于皮膚表面的電刺激貼片，對脊髓及相關肌肉進行刺激。
這項技術被稱為“雙神經搭橋”（double neural bypass ），相當于讓感覺及運動信號在托馬斯的大腦與身體之間傳輸，是神經假體學（neuroprosthetics）領域的又一重要進展。
近年來，科學家一直致力于通過神經假體恢復患者的運動能力和語言功能，借助促進神經可塑性（neuroplasticity）——即神經系統形成新的連接和通路——實現長期康復。
經過35周訓練后，托馬斯的右臂力量提升了86%，左臂力量提升了62%。實際效果表現為，他從最初無法將雙手抬至面部，逐漸恢復到能夠獨立撓鼻子、擦拭嘴巴等。
來源：紐約范斯坦醫學研究所
此外，研究團隊還在一款定制的3D打印裝置中嵌入壓力傳感器，用于測量托馬斯抓握物體時施加的力度。系統會根據壓力大小，向其大腦發送相應的電刺激，使其重新產生觸覺感知。
研究人員表示，在這一系統輔助下，托馬斯有87%的成功率能夠抓起并舉起空蛋殼，而不會將其捏碎。
研究團隊負責人、紐約范斯坦醫學研究所教授Chad Bouton表示：“這項研究有望造福數百萬患者，為未來研究和臨床應用打開大門，幫助數十萬癱瘓患者恢復功能。”
他說：“這種方法代表了一種治療重度癱瘓的新思路——我們不僅是在繞過損傷部位，更是在重新構建神經系統。”
其他科學家高度評價了這項研究將多種技術融合應用的創新性，但同時指出，目前研究僅針對一名受試者，距離實現完全功能恢復仍有差距。
倫敦國王學院計算機視覺講師Letizia Gionfrida表示，這項成果代表著神經假體學領域“一項非常重要的進展”。
她認為，通過“雙向通信”（bidirectional communication）同時恢復運動能力和感覺反饋，“具有創新意義，而且尤為重要”。
她解釋說：“手部完成日常動作不僅依賴于產生運動，還需要感覺反饋來告訴雙手該如何抓握、持物以及完成精細動作。試想一下，如果不知道該施加多大力度，就很難端起一個花瓶而不把它摔碎。”
卡迪夫大學神經刺激講師David McGonigle則表示，目前觸覺恢復仍然只是部分恢復，這項研究“更像是邁向未來的重要一步，而不是終點”。
他認為，研究提出神經系統能夠發生適應性重塑的觀點“非常值得關注”，盡管目前尚未得到完全證實；他承認，患者運動能力的大幅改善“尤其令人印象深刻”。
McGonigle表示：“這項研究真正的價值就在于，患者如今已經能夠完成自行進食、操作易碎物品等具有實際意義的日常活動。”
（財聯社 趙昊）
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