走路,本是一桩简单的小事,但对瘫痪病人而言,却是遥不可及的梦想。据上海复旦大学附属中山医院消息,已有首批瘫痪病人,经过新一代用于脊髓损伤患者的植入式脑脊接口技术,实现辅助下重新站立和迈步。
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上海复旦大学研发团队、复旦大学附属中山医院临床团队与首例患者合影。新华社
新华社9日报道,复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队新近研发的脑脊接口技术,以微创手术在瘫痪病人脑部和脊髓植入电极芯片,在大脑与脊髓间巧妙搭建起“神经旁路”。
两年前,林先生因意外跌落,导致胸椎椎体骨折并椎体脱位、脑出血,后只能依靠轮椅生活。去年10月他通过报名,在今年1月8日成为首位接受一次性立体定向颅内电极置入术与脊髓神经刺激电极置入术的患者。
复旦大学附属中山医院神经内科主任丁晶表示,术后,林先生的身体变化快到以天计算:第1天右腿出现缓慢的屈曲;第3天实现自主脑控状态下的双下肢运动;第8天开始在站立架辅助下站立抬腿训练;第10天在重力悬吊支撑下逐渐适应步行模式,实现自主控制双侧下肢跨步;第14天运动反应能力逐步提升,右腿能抬高跨越移动障碍物;第15天在悬吊下独立使用站立架行走超过5米;第49天可在悬吊下独立使用助步器行走……
继林先生之后,来自河北的赵先生、山东的温先生分别在2月5日、2月25日成功手术,他们也在术后次日,开机1小时实现脑控抬腿。
据悉,2023年瑞士团队发表的论文称,通过采集数据、电刺激、神经解码等手段连接神经通路,让患者自主控制瘫痪肌肉。虽然这与加福民团队的原理基本一致,但方法和效果迥异:瑞士方案要在患者双侧开颅,植入两块芯片,创面达到两个掌心大小,极易导致感染。此外,脑部和脊髓的手术,间隔长达2年。
而加福民团队采取微创手术,将2个直径约1毫米的电极芯片植入到运动脑区,脑部、脊髓的手术可在4小时左右一次完成。这是因为将过去用于脑电采集、脊髓刺激的多台设备集合为一台颅骨植入式微型设备,不仅大大降低手术创伤,也能实现采集与刺激一体化,提高脑电信号采集稳定性和效率。
更令团队兴奋的是,在受试者身上发现了脑脊接口对神经重塑的作用。在瑞士团队的研究中,脑脊接口植入手术后6个月左右出现神经重塑效果,即患者在没有外部刺激的情况下也能自主控制瘫痪肌肉。而林先生在术后不到2周,就已表现出神经重塑效果。
据统计,中国现存脊髓损伤患者人数约374万,每年新增脊髓损伤患者约9万。脑脊接口技术的新突破,正为瘫痪病人带来新希望。
《中国科学报》报道,第一次面向社会公开招募患者,共有300多位患者报名参加临床试验,综合考虑患者的年龄、病情、心理健康等各项条件,联合团队最终选取的受试者均为男性“90后”。
加福民解释:“目前研发的脑脊接口设备仅适用于成年患者,且参与临床试验的患者每日要进行5至7小时的康复训练,这需要患者和患者家属的积极配合。”
从塞尔维亚受伤辗转到华山手术的海员小周则是第四例患者。
“这几位截瘫患者治疗效果符合甚至超出我们的预期,初步证明新一代脑脊接口方案的可行性。2家医院、4例手术的完成,也证明脑脊接口技术可复制可推广。这不仅是技术的胜利,更是瘫痪患者重获新生的开始。”加福民表示,团队计划继续联合国内多家临床单位,开展更多脑脊接口临床概念验证工作,积累更多真实数据,进一步迭代算法。
同时,团队也将继续完善“三合一”颅骨植入式脑脊接口微型设备,完成第三方产品型式检验,做好产品注册临床试验准备。在此基础上,他们还将研发针对脊髓损伤患者的系列神经调控新方法、新技术,如针对轻症患者开发穿戴式神经调控装备、多模态运动监测系统等。
“硬件产品有望年底进入临床,我们也正在面向全球招募患者。”加福民说。