研究人员首次恢复四肢瘫痪患者的感觉和持久运

在一项首创的临床试验中，诺斯韦尔健康公司范斯坦医学研究所的生物电子医学研究人员、工程师和外科医生成功地将微型芯片植入一名瘫痪患者的大脑，并开发出人工智能（AI）算法，将其大脑与身体和脊髓重新连接起来。

这种双重神经旁路形成了一座电子桥梁，使信息再次在这名男子瘫痪的身体和大脑之间流动，从而恢复了他手部的运动和感觉，并使他的手臂和手腕在实验室外获得了持久的收益。3月9日，在北岸大学医院（North Shore University Hospital）进行了15个小时的开脑手术，4个月后，研究小组公布了试验参与者取得的突破性进展。

"费恩斯坦研究所（Feinstein Institutes）生物电子医学研究所教授、诺斯韦尔健康公司（Northwell Health）高级工程副总裁、该技术的开发者和临床试验的主要研究者查德-布顿（Chad Bouton）说："这是首次通过电子方式将瘫痪者的大脑、身体和脊髓连接在一起，以恢复持久的运动和感觉。

"当研究对象想着要活动手臂或手时，我们就会给他的脊髓'充电'，刺激他的大脑和肌肉，帮助重建连接，提供感觉反馈，促进康复。这种思维驱动疗法改变了游戏规则。我们的目标是有朝一日利用这项技术让瘫痪患者过上更充实、更独立的生活。

For the first time bioelectronic medicine researchers at the Feinstein Institutes restore feeling and lasting movement in man li

研究人员利用大脑植入物、人工智能和新型刺激技术，完成了首例 "双神经旁路术" 图源：诺斯韦尔健康中心范斯坦医学研究所

纽约州马萨皮夸市 45 岁的基思-托马斯（Keith Thomas）胸部以下瘫痪，他是第一个使用这项技术的人。2020 年 7 月 18 日，在流感肆虐的高峰期，一次潜水事故导致托马斯先生脊柱 C4 和 C5 椎骨受伤，胸部以下无法移动和感觉。

"坦率地说，有一段时间我甚至不知道自己是否还能活下去，或者我是否还想活下去。而现在，我能感觉到有人握着我的手。托马斯先生说。

全世界有超过一亿人患有某种形式的运动障碍或瘫痪。这项临床试验的目的是在研究实验室之外恢复持久的肢体运动，并重建触觉。

包括 Santosh Chandrasekaran 博士和诺斯韦尔医疗集团物理医学与康复主席 Adam Stein 医学博士在内的费恩斯坦研究院研究人员和临床医生花了几个月的时间，利用功能性核磁共振成像技术绘制了托马斯先生的大脑图，以帮助确定负责手臂运动和手部触觉的区域。

掌握了这些信息后，外科医生在诺斯韦尔医疗中心为托马斯先生进行了长达15小时的手术，在手术过程中，研究对象一直保持清醒，并向外科医生提供实时反馈。外科医生在探查托马斯先生的大脑表面时，托马斯先生会告诉外科医生他的手有什么感觉。

"费恩斯坦研究院生物电子医学研究所教授、诺斯韦尔人脑图谱实验室主任、外科医生阿什什-梅塔（Ashesh Mehta）博士说："因为我们有凯斯的图像，而且他在部分手术过程中与我们交谈，所以我们很清楚应该把大脑植入物放在哪里。"我们在负责运动的区域植入了两块芯片，在负责手指触觉和感觉的大脑部分又植入了三块芯片。

回到实验室后，通过托马斯先生头部突出的两个端口，他连接到一台电脑，这台电脑利用人工智能读取、解释并将他的想法转化为行动，这就是所谓的思想驱动疗法，也是双神经旁路疗法的基础。

旁路疗法以托马斯先生的意图为起点（例如，他想捏捏自己的手），将电信号从他的大脑植入物发送到计算机。然后，计算机将信号发送到放置在他脊柱和前臂手部肌肉上的高度灵活、非侵入性电极贴片，以刺激和促进功能和恢复。

指尖和手掌上的微型传感器将触摸和压力信息传回大脑的感觉区域，以恢复感觉。这种双臂电子桥构成了新颖的双神经旁路，旨在恢复运动和触觉。在实验室里，托马斯先生现在可以随意移动手臂，当他的姐姐握住他的手时，他也能感受到姐姐的触摸。这是他事故发生三年来第一次有感觉。

值得注意的是，研究人员说，由于采用了这种新方法，托马斯先生的伤势已经开始自然恢复，这可能会永久性地逆转一些损伤。自从参加这项研究以来，他的臂力增加了一倍多，而且他的前臂和手腕开始有了新的感觉，即使系统关闭时也是如此。

费恩斯坦研究所的生物电子医学研究人员在诺斯韦尔医疗中心北岸大学医院（Northwell Health's North Shore University Hospital）对一名四肢瘫痪患者进行历史性手术前，手持该患者头骨和大脑的三维模型。医生和科学家们利用该模型帮助确定在大脑中放置五块微小计算机芯片的位置，以帮助这名瘫痪病人不仅恢复手臂和手部的持久运动能力，而且恢复触觉。资料来源：诺斯韦尔健康中心范斯坦医学研究所

布顿教授之前的研究以及后来其他研究小组的研究，都是利用单一的神经旁路来帮助人们用意念重新移动瘫痪的肢体。

在这些案例中，医生在大脑中植入一个或多个微型芯片，完全绕过脊髓损伤，利用刺激器激活目标肌肉。然而，这种方法只能在参与者连接电脑时起作用，通常只能在实验室中使用，而且无法恢复实际肢体的运动和感觉，同时促进可塑性，实现持久的自然恢复。

我们希望大脑、身体和脊髓能够重新学习如何沟通，并通过双重神经旁路在受伤部位建立新的通路，这与肾脏如何再生以克服创伤或疾病类似。

"数百万人生活在瘫痪和失去知觉的痛苦中，而改善他们状况的选择却很有限，"费恩斯坦国际康复中心总裁兼首席执行官、医学博士凯文-特雷西（Kevin J. Tracey）说。

(责任编辑：泉水)

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