这个模式模拟了猴子正常走路的方式。过去的研究表明，类似的植入能够在机械手臂的控制中恢复计划和活动，在其中一个研究例子中，能够修复患者瘫痪的手臂。
但是腿部肌肉的工作方式复杂得多，所以这个挑战更大。随着手术能够使用一些被批准的用于人体研究的组件，用于人类的技术能够快速地发展。
由脊髓瘫痪导致的残疾在全球范围内规模是巨大的，根据世界卫生组织的数据，每年有25万至50万人受此影响。大约37%是由于车祸，41%是由于意外跌落，12%是由于运动。
两只瘫痪的猴子通过在大脑中植入芯片而能够走路。这些动物表现出几乎正常的运动能力，该系统能够解码神经活动并无线传输能够刺激腿部肌肉的信号。
该系统解码来自大脑运动皮质的活动，然后将此信息传递给一个电极系统，该电极系统位于腰段脊髓的表面，位于受伤处下面。
随着手术能够使用一些被批准的用于人体研究的组件，用于人类的技术能够快速地发展。上图中，Grégoire Courtine 手里拿着灵长类动物大脑的硅模型和一个大脑植入设备。
Gregoire Courtine和同事在两只恒河猴身上测试了这种设备，它们的腿由于被局部切除脊髓而瘫痪。
在植入这种设备之后，其中一只猴子在受伤后第一周内就恢复了重新使用腿的部分能力，而且并没有进行任何训练，包括在跑步机或者平地上。另一只猴子两周后也得到了同样的恢复。这项研究发表在《Nature Communications》上。
瑞士联邦理工学院的Courtine教授说：“这是首次使用神经技术恢复了灵长类动物的运动能力。但仍然面临很多挑战，在全部组件可以被应用于人类测试之前还要数年时间。为了实现大脑-脊椎接口，我们开发了一个可移植的无线系统，该系统实时运行，使得灵长类动物可以自由地行动。我们理解如何利用数学算法提取大脑信号，这些信号能够编码腿部弯曲和舒展的运动。之后我们使用解码的信号刺激脊髓中完成行走运动的特定位置。”
Gregoire Courtine和同事在两只恒河猴身上测试了这种设备，它们的腿由于被局部切除脊髓而瘫痪。上图是一个大脑的硅模型，模型上有一个植入设备。纽卡斯尔大学的Andrew Jackson说，考虑到其他类似神经设备的快速发展，可以推测，我们能够在2020年前看到大脑-脊髓接口的第一个临床验证。
这个系统的核心是一个药片大小的电极序列，它们被植入大脑，能够记录来自运动皮质的信号，该区域负责自主性动作。
这项研究还在中国进行，但是该实验室是符合欧盟标准的。研究人员称，在研究中使用猴子而不是啮齿动物的原因是，猴子大脑在走路时的活动、从创伤中恢复的方式与人类非常相似，所使用的技术也非常相似。Jackson博士说，该研究将在中国进行，也非常引人注目。使用猴子进行神经实验不断地被媒体质疑，动物权利组织正在努力让这种实验室在美国和欧洲都受到限制。很多科学家可能没有时间、精力和资助到中国。危险之处在于，如果高质量、管理良好的使用猴子的研究由于越来越严的规定而不能在美国和欧洲进行，那么针对神经系统衰弱疾病治疗的发展就会处于危险境地。
研究人员理解如何利用数学算法提取大脑信号，这些信号能够编码腿部弯曲和舒展的运动。之后我们使用解码的信号刺激脊髓中完成行走运动的特定位置。这使得他们能够使用解码的信号刺激脊髓中的特定位置。
帝国理工学院的修复神经科学教授Simone Di Giovanni说，这项研究非常具有前景，在此领域中具有高的优先级。
他说，这是我们理解如何利用大脑-脊髓接口改善脊柱受伤患者运动恢复的关键一步。
在应用于人类之前，还需要更多的动物实验。
研究人员说，在该技术应用于人类之前，还需要更多的动物实验。上图是该设备。
本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办
微信公众号：中国生物技术网
回复关键词“热点”可阅读热点专题文章，包括“施一公”、“肠道菌群”、“肿瘤”、“免疫”和“健康”
微信公众号：中国生物技术网
回复关键词“热点”可阅读热点专题文章，包括“施一公”、“肠道菌群”、“肿瘤”、“免疫”和“健康”
热文TOP10（统计周期：2016.5.1-2016.7.10）
直接点击文字即可浏览！
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、
10、返回搜狐，查看更多