脑-脊柱接口让瘫痪者“用思想走路”

12年前，一场自行车事故导致现年40岁的Gert-Jan Oskam在颈部脊髓受损后双腿瘫痪、手臂部分瘫痪。但是最近，Oskam又能站起来走路了，这要归功于一种装置在他的大脑和受伤部位下方的神经之间建立了一座“数字桥梁”。

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Oskam说，植入物改变了他的生活。“上周，有件东西需要粉刷，却没有人帮我。所以我拿着助步器和颜料，站着自己动手。”他说。

这种被称为大脑-脊柱接口的设备，建立在瑞士洛桑联邦理工学院神经系统科学家Grégoire Courtine和同事之前工作的基础上。2018年，他们证明，用电脉冲刺激脊柱下部并结合强化训练，可以帮助脊髓损伤的人重新行走。

Oskam是那次试验的参与者之一。这个新系统利用了Oskam已有的脊椎植入物，并将其与插入他颅骨的两个圆盘状植入物配对，这样两个有64个电极的网格就固定在覆盖于大脑的膜上。

当Oskam想到走路时，颅骨植入物会检测到大脑皮层（大脑的外层）的电活动。这个信号由Oskam背包里的一台电脑无线传输和解码，然后将信息传输到脊髓脉冲发生器。

Courtine说，之前的设备“更像是一种预先编程的刺激”，它产生了行走动作。“现在，情况完全不同了，因为Oskam可以完全控制刺激的参数，这意味着他可以停下来、走路甚至爬楼梯。”

“以前是刺激控制着我，现在我用我的思想控制刺激。”Oskam说，“当我决定迈出一步时——只要我产生这个想法，模拟就会启动。”

在使用大脑-脊柱接口进行约40次康复治疗后，Oskam重新获得了自主移动腿和脚的能力。仅靠脊髓刺激不可能实现这种自主运动，这表明，使用这种新设备的训练课程促进了神经细胞的进一步恢复，这些神经细胞在Oskam受伤期间并未完全切断。如果使用拐杖，Oskam也可以在没有设备的情况下短距离行走。

新西兰奥克兰大学神经科学家Bruce Harland说，脊髓功能的持续改善对脊髓损伤患者来说是个好消息。“因为即使是长期的慢性损伤，仍存在几种不同的治疗方法。”

澳大利亚阿德莱德大学神经科学家Anna Leonard说，对于改善脊髓损伤患者的功能来说，这“无疑是一个巨大的飞跃”。而干细胞等其他干预措施仍有进一步改善治疗效果的空间。她还补充说，虽然大脑-脊柱接口使行走能力恢复，但其他功能，如膀胱和肠道控制，不是该设备的目标。

澳大利亚西悉尼大学生物医学工程师Antonio Lauto说，侵入性较小的设备将是理想的选择。Oskam的一个颅骨植入物在5个月后因感染而被移除。然而，植入该装置的洛桑联邦理工学院神经外科医生Jocelyne Bloch表示，与收益相比，风险很小。她说:“总会有一点感染或出血的风险，但冒这个险是值得的。”

Courtine的团队目前正在招募成员，想研究类似的设备能否恢复手臂的运动。