新型神經植入物讓癱瘓者恢復肢體功能_風聞

文/觀察未來科技

據《科學進展》雜誌報道：英國劍橋大學研究人員通過對實驗鼠的研究，開發出了一種新型神經植入物，可以用來恢復截肢者和其他失去手臂或腿部的人的肢體功能。該神經植入物使用生物融合裝置來改善大腦和癱瘓肢體之間的連接；從而創造一個能以更自然、更直觀的方式與大腦交流，為假肢、腦機接口，甚至增強認知能力開闢了新的可能性的系統。而且，該植入設備結合了柔性電子設備和人類幹細胞——人體的“可重新編程”主細胞——以更好地與神經和驅動肢體功能整合。

恢復肢體功能“攻堅戰”

以神經植入物恢復肢體功能的嘗試，之所以大多以失敗告終，是因為隨着時間的推移，電極周圍往往會形成疤痕組織，從而阻礙裝置和神經之間的連接。

針對這個問題，研究人員設計了一種生物兼容的柔性電子裝置，可以連接到神經末梢，然後將一層重新編程為肌肉細胞的幹細胞放置在電極和活體組織之間，該裝置與宿主身體結合可以防止疤痕組織的形成。

當研究人員將該裝置植實驗鼠癱瘓的前臂時，幹細胞在植入前已轉化為肌肉細胞，並與大鼠前臂的神經整合。在為期28天的實驗後，細胞在電極上存活了下來，這是第一次有證據表明細胞可在這種實驗中存活如此長時間。研究人員表示，將兩種先進的神經再生療法，即細胞療法和生物電子療法結合到一個裝置中，可以克服這兩種方法的缺點，並由此提高功能和靈敏度。

 成功挑戰神經元再生和神經迴路重建

在試圖逆轉導致肢體喪失或肢體功能喪失的損傷時，一個巨大的挑戰是神經元無法再生和重建被破壞的神經迴路。

“如果某人的手臂或腿被截肢，神經系統中的所有信號仍然存在，即使物理肢體消失了，”劍橋臨牀神經科學系的Damiano Barone博士説，“而整合假肢或恢復手臂或腿部功能的挑戰是從神經中提取信息並將其傳遞到肢體，以便恢復功能。

解決這個問題的一種方法是在肩膀的大肌肉中植入神經並連接上電極，而為了獲得更好的分辨率，任何用於恢復功能的植入物都需要從電極中提取更多信息；同時為了提高靈敏度，研究人員希望設計出可以在單個神經纖維或軸突規模上工作的東西。“軸突本身有一個很小的電壓，”Barone説，“一旦它與具有更高電壓的肌肉細胞連接，來自肌肉細胞的信號就更容易提取，這也就是可以提高植入物靈敏度的地方。”

目前，研究人員還在努力進一步優化設備並提高其可擴展性。

       新型神經植入物不能不説是癱瘓者的福音。而且，與其他技術相比，用生物融合裝置改善大腦與癱瘓肢體之間聯繫的方法也更具優勢：除了易於集成和長期穩定性外，該設備還足夠小，只需進行鎖孔手術即可植入。而且，該設備還是一種高度可擴展的解決方案，因為它使用“現成”細胞。雖然將其用於人類之前還需進行廣泛的研究和測試，但對於截肢者、失去肢體或肢體功能的人來説，這都是一個很有前途的進展。