机械飞升！国外小伙瘫痪12年，靠意念行走重塑医学奇迹｜Nature

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  新智元报道  

医学奇迹！

国外小伙车祸后下半身瘫痪，如今靠着科技，竟然又站起来了。

2011年，Gert-Jan Oskam在中国居住，没成想有一天遭遇了一场摩托车车祸。

那时的他，从屁股往下全部瘫痪，整天坐在轮椅上，生活不能自理。

现在，科学家往他脑袋里放了个小装置，从此又能继续站起来愉快的玩耍了！

Oskam表示，12年来，自己一直在尝试重新恢复行走的能力。

在今年的一场发布会上，他如释重负地说，自己终于学会了如何正常、自然地行走了。

这归功于Nature上发表的一篇文章中所提到的内容。

瑞士的研究人员在论文中详细介绍了这个小装置的作用——它在Oskam的大脑和脊髓之间建立了一座「数字桥梁」，巧妙地把受伤的部位绕过去，这样Oskam就能重新和脊柱建立联系了。

正是这个小东西，让年龄40岁的Oskam可以在拐杖的辅助下重新站立、行走，甚至还能爬坡。

在植入了这个小装置的一年多以后，Oskam还是能像一开始那样重新行走。

甚至，种种迹象表明，Oskam的神经功能还有恢复的趋势——即使在植入的小装置关闭时也能拄着拐杖行走。

瑞士的研究人员表示，他们能捕捉到Oskam的想法，并将这些想法转化为对脊髓的刺激，以重新建立自主运动。

瑞士洛桑联邦理工学院的脊髓专家Grégoire Courtine主导了这项研究。

而负责将装置植入Oskam大脑的，则是洛桑大学神经科学家Jocelyne Bloch。他表示，这种想法一开始对自己来说只会是存在在科幻小说中的内容，而如今却变成了现实。

值得注意的是，近几十年来，脊髓损伤治疗技术取得了许多进展。

2016年，以Courtine博士为首的一组科学家让瘫痪的猴子恢复行走能力，而另一名科学家则帮助一名男子重新获得了对曾经残废的手的控制权。

2018 年，同样由Courtine博士领导的另一个小组设计了一种用电脉冲发生器刺激大脑的方法，可以让部分瘫痪的人重新走路和骑行。

而就在去年，不断发展的大脑刺激模式使得瘫痪的受试者能够在治疗的一天内完成游泳、走路和骑行等难以想象的任务。

Oskam是这样描述他的感受的——在植入设备的几年前，他也接受过别的手术，甚至还恢复了一些行走的能力。但是进步有限，并且他感觉就算是恢复了运动，体感也和正常的时候不同。

「就好像我的思想和身体分家了，有一种陌生的距离感。」

而如今，新技术的植入改变了这一点。

他表示，「以前是刺激控制我，现在是我控制刺激。」

研究人员将这项技术称为大脑—脊柱接口，它利用AI来读取Oskam先生的意图，然后转化成电信号，再和肌肉的运动相匹配。

自然运动中的病因学——从思想到意图再到行动，都被保留了下来。

正像Courtine博士所描述的那样，新技术唯一的补充就是跨越脊柱受伤部位的「数字桥梁」。

该领域的科学家们几十年来一直在研究将大脑与脊髓刺激相连接的理论，但这是他们第一次在人类患者身上取得如此巨大的成功。

「说起来容易，做起来难得多。」

在实操过程中，研究人员首先在Oskam的头骨和脊柱中植入了电极。

然后，该团队使用机器学习程序来观察，当他试图移动身体的不同部位时，大脑的哪些部位会亮起。

这种「思想解码器」能够将特定电极的活动与特定的意图相匹配——每当Oskam先生试图移动他的脚踝时，设备的一部分就会亮起。而当他试图移动他的臀部时，另一部分就会亮起。

接下来，研究人员使用另一种算法将大脑植入物连接到脊柱中的设备，后者被设置为向他身体的不同部位发送电信号，由此引发运动。

该算法能够解释每块肌肉收缩和放松的方向和速度的细微变化。而且，由于大脑和脊柱之间的信号以每300毫秒发送一次的速度进行，Oskam先生可以有效地快速调整运动策略。

在第一次治疗中，他就成功地扭动了臀部肌肉。

在接下来的几个月里，研究人员对大脑—脊柱接口进行了微调，以更好地适应行走和站立等基本动作。

目前，Oskam的步态看起来比之前正常了许多，并且能够相对轻松地迈上台阶和斜坡。

即使在几个月没有接受治疗之后也是如此。

此外，经过一年的治疗，他发现就算没有大脑—脊柱接口的帮助，他的运动情况依然有了明显的改善。

不过，作为一项新技术，研究人员还是坦然承认了现阶段该技术的局限性。

这种局限性主要集中在：大脑中的细微意图是很难辨别的，目前的大脑—脊柱接口虽然适合病人执行走路这个行为，但是想恢复上半身运动可能就不会这么有效了。

此外，这种治疗属于侵入性疗法，患者需要经过多次手术和好几个小时小时的物理治疗，而目前的系统还并不能有效修复出现的所有脊髓麻痹现象。

不过Courtine博士表示，研究人员会继续发展这项技术，让所有有需要的人都成功应用。