“數字橋樑”讓癱瘓者重新站起來

　　在“數字橋樑”即腦-脊柱介面技術的幫助下，癱瘓了10餘年的格特-揚·奧斯卡姆又能站立和行走了。圖片來源 美國《紐約時報》

　　綜合編譯 顧海波

　　2011年，格特-揚·奧斯卡姆遭遇車禍，導致腰部以下癱瘓。現在，得益於技術進步，科學家讓他重新控制了自己的身體。

　　“12年來，我一直在努力重新站起來。”奧斯卡姆在5月23日的新聞釋出會上說。“現在，我已經學會了如何正常、自然地走路。”

　　在5月24日發表在《自然》雜誌上的一項研究成果中，瑞士研究人員描述了他們的最新進展：在奧斯卡姆的大腦和脊髓之間放置被稱為“數字橋樑”的植入物，繞過身體受傷的部分傳遞神經訊號。這一技術讓40歲的奧斯卡姆能夠站立、行走，僅在助行器的幫助下就登上陡峭的斜坡。放置植入物一年多後，他仍然保持著這些能力，而且出現了神經系統恢復的跡象，即使在關閉“數字橋樑”的情況下，他仍然能夠依靠柺杖走路。

　　“我們已經捕捉到了格特-揚的意念，並將這些意念轉化為對脊髓的刺激，以重建自主運動。”瑞士洛桑聯邦理工學院的脊髓專家格雷瓜爾·庫爾蒂納在新聞釋出會上說。

　　洛桑大學的神經科學家喬斯林·布洛赫為奧斯卡姆放置了植入物。她說，“一開始，這對我來說很像科幻小說，但今天它變成了現實。”

　　美國《紐約時報》報道稱，幾十年來，脊髓損傷的治療技術不斷髮展。2016年，庫爾蒂納領導的一組科學家讓癱瘓的猴子恢復了行走能力，另一組科學家幫助一名男子重新控制了癱瘓的手。2018年，由庫爾蒂納領導的團隊設計了用電脈衝發生器刺激大腦的方法，讓部分癱瘓的人重新行走和騎腳踏車。去年，更先進的大腦刺激程式使癱瘓的受試者在接受治療的一天內可以游泳、走路和騎腳踏車。

　　奧斯卡姆在幾年前接受了手術，恢復了部分行走能力。在新聞釋出會上，奧斯卡姆說，刺激技術一度讓他覺得運動有一種陌生感，他的思想和身體之間存在距離。

　　技術進步改變了這一點。“以前是刺激在控制我，現在是我在控制刺激。”他說。

　　這種新技術被稱為腦-脊柱介面，它利用人工智慧思想解碼器讀取奧斯卡姆的意圖——可以透過電訊號在他的大腦中檢測到，並將其與肌肉運動相匹配。正如庫爾蒂納描述的那樣，這宛如架起了一座跨越脊柱受傷部位的數字橋。

　　英國紐卡斯爾大學的神經學家安德魯·傑克遜對英國《衛報》說，幾十年來，該領域的科學家一直在研究將大腦與脊髓刺激器連線起來，這是他們第一次在人類身上取得這樣的成功。“說起來容易，做起來就難多了。”他說。

　　為了做到這一點，研究人員在奧斯卡姆的頭骨和脊柱中植入了電極。然後，他們觀察當他試圖移動身體的不同部位時，大腦的哪些部分會被啟用。思想解碼器能夠將某些電極的活動與特定的意圖相匹配。

　　研究人員使用另一種演算法將大腦植入物與脊柱植入物連線起來，後者將向他身體的不同部位傳送電訊號，引發運動。該演算法能夠考慮到每塊肌肉收縮和放鬆的方向和速度的細微變化。在第一次治療期間，奧斯卡姆就可以調動他的臀部肌肉了。

　　在接下來的幾個月裡，研究人員對腦-脊柱介面進行了微調，以更好地適應行走和站立等基本動作。奧斯卡姆的恢復很迅速，即使治療暫停幾個月後，他仍能相對輕鬆地走過臺階和坡道。經過一年的治療，即使沒有腦-脊柱介面的幫助，他的運動能力也有了明顯改善。

　　《衛報》稱，現在，奧斯卡姆可以在他的房子周圍行走、上下車，甚至站在酒吧裡喝一杯了。

　　研究人員承認他們的工作還存在侷限性：大腦中微妙的意圖很難區分；目前的腦-脊柱介面適合幫助行走，但無法恢復上半身的運動能力；這種治療是侵入性的，需要多次手術和數個小時的物理治療。

　　研究小組希望，技術進步能使這種治療更容易獲得，而且更有效。“這是我們真正的目標。”庫爾蒂納說，“讓全世界所有需要這項技術的患者都能使用這項技術。”