驚人的成果！癱瘓猴子重新恢復行走

科學家們在手術中迅速地修復了兩隻癱瘓猴子的運動能力，這項手術將很快被用於治療脊柱受傷患者。在植入這些新型的設備六天之後，癱瘓的猴子又可以正常的走路了。由於人類與猴子在解剖學上相似，科學家相信，同樣的結果可以2020年前在人類身上重現。

研究人員在大腦運動皮質中使用了植入物，這個大腦區域控制軀體運動。令人驚訝的是，一旦這個設備被植入，並不需要任何訓練，猴子就可以使用它。這個可以被猴子控制的「神經介面」設備能夠實時且無線地把脊椎損傷彌合起來。該系統解碼來自大腦運動皮質的活動，然後將此信息傳遞給一個電極系統，該電極系統位於腰段脊髓的表面，位於受傷處下面。由脊髓的精確位置釋放的電刺激能夠調節不同的神經元網路，這些神經元能夠驅動腿部的肌肉。

大腦和脊髓介面使用一種與上圖相似的大腦植入物來檢測大腦運動皮質的放電活動。上圖是大腦植入物和一個靈長類動物大腦的硅模型。

這個模式模擬了猴子正常走路的方式。過去的研究表明，類似的植入能夠在機械手臂的控制中恢復計劃和活動，在其中一個研究例子中，能夠修復患者癱瘓的手臂。

但是腿部肌肉的工作方式複雜得多，所以這個挑戰更大。隨著手術能夠使用一些被批准的用於人體研究的組件，用於人類的技術能夠快速地發展。

由脊髓癱瘓導致的殘疾在全球範圍內規模是巨大的，根據世界衛生組織的數據，每年有25萬至50萬人受此影響。大約37%是由於車禍，41%是由於意外跌落，12%是由於運動。

兩隻癱瘓的猴子通過在大腦中植入晶元而能夠走路。這些動物表現出幾乎正常的運動能力，該系統能夠解碼神經活動並無線傳輸能夠刺激腿部肌肉的信號。

該系統解碼來自大腦運動皮質的活動，然後將此信息傳遞給一個電極系統，該電極系統位於腰段脊髓的表面，位於受傷處下面。

隨著手術能夠使用一些被批准的用於人體研究的組件，用於人類的技術能夠快速地發展。上圖中，Grégoire Courtine 手裡拿著靈長類動物大腦的硅模型和一個大腦植入設備。

Gregoire Courtine和同事在兩隻恆河猴身上測試了這種設備，它們的腿由於被局部切除脊髓而癱瘓。

在植入這種設備之後，其中一隻猴子在受傷後第一周內就恢復了重新使用腿的部分能力，而且並沒有進行任何訓練，包括在跑步機或者平地上。另一隻猴子兩周後也得到了同樣的恢復。這項研究發表在《Nature Communications》上。

瑞士聯邦理工學院的Courtine教授說：「這是首次使用神經技術恢復了靈長類動物的運動能力。但仍然面臨很多挑戰，在全部組件可以被應用於人類測試之前還要數年時間。為了實現大腦-脊椎介面，我們開發了一個可移植的無線系統，該系統實時運行，使得靈長類動物可以自由地行動。我們理解如何利用數學演算法提取大腦信號，這些信號能夠編碼腿部彎曲和舒展的運動。之後我們使用解碼的信號刺激脊髓中完成行走運動的特定位置。」

Gregoire Courtine和同事在兩隻恆河猴身上測試了這種設備，它們的腿由於被局部切除脊髓而癱瘓。上圖是一個大腦的硅模型，模型上有一個植入設備。紐卡斯爾大學的Andrew Jackson說，考慮到其他類似神經設備的快速發展，可以推測，我們能夠在2020年前看到大腦-脊髓介面的第一個臨床驗證。

這個系統的核心是一個藥片大小的電極序列，它們被植入大腦，能夠記錄來自運動皮質的信號，該區域負責自主性動作。

這項研究還在中國進行，但是該實驗室是符合歐盟標準的。研究人員稱，在研究中使用猴子而不是嚙齒動物的原因是，猴子大腦在走路時的活動、從創傷中恢復的方式與人類非常相似，所使用的技術也非常相似。Jackson博士說，該研究將在中國進行，也非常引人注目。使用猴子進行神經實驗不斷地被媒體質疑，動物權利組織正在努力讓這種實驗室在美國和歐洲都受到限制。很多科學家可能沒有時間、精力和資助到中國。危險之處在於，如果高質量、管理良好的使用猴子的研究由於越來越嚴的規定而不能在美國和歐洲進行，那麼針對神經系統衰弱疾病治療的發展就會處於危險境地。

研究人員理解如何利用數學演算法提取大腦信號，這些信號能夠編碼腿部彎曲和舒展的運動。之後我們使用解碼的信號刺激脊髓中完成行走運動的特定位置。這使得他們能夠使用解碼的信號刺激脊髓中的特定位置。

帝國理工學院的修復神經科學教授Simone Di Giovanni說，這項研究非常具有前景，在此領域中具有高的優先順序。

他說，這是我們理解如何利用大腦-脊髓介面改善脊柱受傷患者運動恢復的關鍵一步。

在應用於人類之前，還需要更多的動物實驗。

研究人員說，在該技術應用於人類之前，還需要更多的動物實驗。上圖是該設備。

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