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这个东西植入大脑 可以帮助瘫痪病人重新行走

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时间:2017-11-24 10:25:28

11月23日据彭博社报道称,如果将一个火柴棍大小的物体植入到人类的脑部,帮助瘫痪病人绕过受损的脊髓完全依靠自己的“想法”重新获得移动能力,这是不是难以想象的事情?

这项非常具有未来科幻色彩的技术,现在即将变成现实。该技术通过多个带电极的微型植入装置,已经成功的植入到了绵羊的脑部,记录了它们的神经活动。根据澳大利亚墨尔本大学生物医学工程师Nick Opie的介绍,明年9月将会对五名人类志愿者进行测试。

这种装置被称作“Stentrode”,主要的目的就是用来将人类的思维通过无线电波传递给外部的机械设备,比如外骨骼或假肢,使病人能够直接通过大脑来指挥控制身体的运动。根据麦肯锡全球研究所的预计,2013年在发达国家就有超过5000万人不具有完全行为能力,到2025年,这个市场将产生2万亿美元的经济效益,同时也是人类不断进步的机器人技术实际应用场景。

Opie说:“我们的目标是让瘫痪病人恢复移动、独立和沟通的能力,通过使用这种设备可以直接提取由大脑产生的信息,绕过受损的神经。”

之前也有其他研究小组有类似的想法,比如由SpaceX和特斯拉首席执行官埃隆·马斯克创办的创业公司Neuralink就在开发超高带宽的脑机接口,用来将人类与计算机连接起来。Facebook的研究部门也在努力使人们能够直接通过大脑输入信号。

Stentrode由可扩展的网状支架电极组成,它被插入到大脑运动皮层上方的血管中,这是大脑控制人体运动的部分,通过一根导管进行辅助。一旦植入完毕,这根导管就会被取出,Stentrode就会开始在血管壁上扩张,形成一个中空、雪茄状的立体网格,记录大脑的活动。

Opie表示,Stentrode的安装过程与神经放射科医生治疗中风患者帮助血凝结的方法几乎相同,整个过程可以在30到40分钟之内完成。这种支架由镍和钛合金制成,具有很高的抗拉强度,可以通过血管进行植入,无需任何侵入性的破坏。“我们选择的方法避免了那些开放式大脑手术,很多头部手术都需要打开头骨,这么做的风险很大,我们则通过静脉的方式来避免这种情况。”

虽然与普通的大脑手术相比,这只是一种微创手术,但是Stentrode获取神经信号的效果可能会受到位置的影响。根据英国牛津大学计算神经科学与神经外科教授Newton Howard介绍,因为目前它只能被植入到能够容纳Stentrode的血管中,并且最多能够扩张到4毫米。“一项成熟的技术应该能在更多的场景下应用,应该被植入到大脑中的任何地方,而不仅仅只是存在于血管系统中。”

同时Howard教授还表示,理论上来说Stentrode也存在一定的风险,有可能导致血管堵塞,增加中风的概率。因此这项技术在人体上进行测试,暂时并不合适。

“我认为Stentrode将成为未来大脑与计算机接口连接的主要手段,因为它与其它技术有着根本的区别。”Howard同时也是脑科学基金会的主席,研究大脑功能和神经单元相互作用的专家。

这项技术是由墨尔本大学、皇家墨尔本医院和佛洛里神经学与心理健康研究所共同研发,而研发的资金则来自于美国国防部高级研究计划局(DARPA)、澳大利亚国家卫生和医学研究委员会。

根据美国国会退伍军人服务组织的统计数据显示,目前美国大约有10万退伍军人处于脊髓损伤或疾病的状态。前总统奥巴马在2016年4月曾表示,这项技术有可能改变受伤退伍士兵和其他残障人士的生活。

Opie已经成立了一家名叫Synchron的公司,在今年4月完成了第一轮融资,融资规模为1000万澳元(约760万美元)。Opie表示,一旦完善了安全措施,Synchron将从2019年开始在全球招募大约30名志愿者进行试验。至于手术成本,Opie认为现在讨论这个话题还为时尚早。

“公司成立之初,最重要的任务就是确保一旦通过人体试验,就要寻找清晰的市场,向需要的人提供这种技术。”他说。随着该技术的发展,未来还将用于其它与大脑相关疾病的研究,比如癫痫和帕金森症等。

“对任何一项成功的大脑技术来说,数据都是最关键的因素。它是否显示出效果、有没有副作用。这是任何关于大脑领域新技术面临的挑战。”麻省理工学院麦戈文脑研究所生物工程和大脑认知科学教授Edward Boyden表示。

标签: 瘫痪
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