文/林斯特
神经信号“绕道”,让瘫痪的手动起来!
文/林斯特
在19岁时,美国小伙伊恩在度假游玩时不幸撞坏了脖子。这场事故使他颈椎第五节处的脊髓损伤,他因此瘫痪,也失去了几乎全部的手部运动能力,自由自在的快乐生活从此一去不复返。但是现在,事情出现了转机:最近,这位小哥成了新闻焦点,在视频里,他用原本瘫痪的手顺畅地完成了抓握瓶子、刷卡等一系列动作,甚至还玩起了“吉他英雄”的游戏。
让伊恩重获运动能力的,是一套被科学家们称作“神经旁路系统”的新型设备。通过它,美国巴特尔纪念研究所的研究者们绕过伊恩受损的脊髓,在大脑和手臂之间建立起了一条全新的信息通路。让瘫痪者恢复控制自身肢体的能力,这是神经科学和神经工程上的一项重大突破。
运动控制的“司令部”位于大脑皮层,最终的“执行官”就是分布在身体各处的肌肉,而在这中间,脊髓又是神经信号的必经之路。脊髓发生损伤的时候,“神经高速公路”被截断,神经控制信号也就无法传递了。这时候,尽管患者的肌肉和大脑都完好无损,但运动功能还是无法实现,这就会导致“截瘫”。
脊髓的神经损伤很难修复,所以,想方设法地绕过它传递神经信号就成了科学家们研究的热点。研究者们将植入式脑机接口与电刺激结合,实现了对瘫痪肢体较为精细的控制。为了建立起绕过脊髓的神经旁路,研究者们首先通过磁共振扫描在伊恩的左半球运动皮层上识别出了负责右手运动的区域,然后在这块脑皮层上植入了一块约有5毫米见方的电极阵列。……