@ 2015.09.29 , 15:00

无需假肢,双腿瘫痪靠脑电波就能重新站立行走

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一名双腿完全瘫痪的男子靠着自己大脑产生的电信号重新拥有了站立行走的能力。以往其他使用自己的脑电波站立行走的瘫痪病人都需要使用机械假肢,但这名男子可不一样——研究者称,这还是第一次有因脊髓受伤双腿完全瘫痪的病人不使用机械假肢就能自己重新站立行走。这表明,人们有可能可以通过无创治疗重新恢复对瘫痪肢体的控制。

负责这项研究的是加州大学欧文分校的科学家,而参与这项研究的这名男子瘫痪已有五年时间。首先,科学家让这名男子进行了一系列心理训练,帮助他的大脑重新恢复行走的能力。在进行训练时,这名男子需要戴上一个监测其脑电波的帽子。起初,这名男子被要求控制虚拟环境下自己的化身,然后,他接受了体能训练,以此重塑自己大腿的肌肉力量。

科学家在男子的膝盖中放入了电极,并设计了一个系统,将这名男子大脑产生的电信号传输到电极中。在这一系统的帮助下,这名瘫痪男子开始距离地面约5厘米(2英寸)的半空中练习起了走路。这样一来,他就能在大腿无需支撑自己全身体重的情况下习惯走路的动作。第二十次来到实验室时,他装上了支撑系统(这一系统在防止他摔倒之余还能负担他一部分的体重),一步一步向前走了3.66米(12英尺)。研究者报告称,在为期19周的测试期间,这名男子对自己的下肢有了更好的掌控。

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加州大学洛杉矶分校曾研究过用电极阵列刺激瘫痪病人做出动作,而此次实验正是建立在加州大学洛杉矶分校的这一研究上的。2011年,加州大学洛杉矶分校的研究者成功让一名瘫痪男子的腿恢复了移动的能力。当时,研究者将电信号传到了脊髓的神经网络之中,从大腿而非大脑处进行了感官输入,以此引发了肌肉和关节的移动。

今年早些时候,加州大学洛杉矶分校的研究者在五位病患的后腰处皮肤上植入了电极,让他们得以再次移动自己瘫痪的大腿。而本月早些时候,这些研究者更是运用这一技术让一位完全瘫痪的男子成功控制了自己的仿生外骨骼并使用了几千次。

不过,加州大学欧文分校的科学家们表示,这还是第一次有双腿完全瘫痪的病人不必手动控制机械肢体便可自行行走。

负责研究的一位科学家安多博士(Dr. An Do)说:

“就算瘫痪了好几年,人的大脑也依然可以产生强大的脑电波,让人能够完成基本的行走动作。我们的实验表明,在脊髓彻底受到损伤后,你也可以恢复自发的、由大脑控制的站立行走。这一刺激大腿肌肉的无创系统非常有前途。目前的大脑控制系统都是使用虚拟现实技术或者机械外骨架来发挥作用的,我们的这一系统可以说是一大进步。”

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虽然科学家们对此相当看好,但是他们也表示,这一研究目前还只针对一位病患进行了研究,未来他们还有进行更多的研究,然后他们才能得出结论,判断其他的瘫痪者是否适用这一装置。科学家还预计植入的零件能够帮助改进使用者的控制能力,并提供知觉感受。

高级研究员佐然·内那□□博士(Dr. Zoran Nenadic)说:

“一旦证实了这一无创系统的可用性,我们就会进一步研究侵入性的治疗方法,比如大脑植入。我们希望植入的零件能够帮助人们更好地控制假肢,因为这样记录下来的脑电波质量更高。此外,这样的植入零件能够向大脑反馈人体的直觉,让用户感受到他们大腿的存在。”

这一团队的这项研究已在《神经工程学和康复杂志》(Journal of Neuroengineering and Rehabilitation)发表刊登。

本文译自 gizmag,由译者 钱南瓜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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