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Nature Medicine封面论文:混合型脑-体接口,帮助完全瘫痪者恢复手部运动和感觉

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撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

全球有数百万人因脊髓损伤、中风及其他神经系统疾病而遭受运动和感觉功能障碍。

2026 年 7 月 16 日,诺斯维尔健康的研究人员在Nature Medicine期刊发表了题为 : A neuroprosthesis for restoring hand movement and sensation in a person with complete tetraplegia 的研究论文,该论文还被选为当期封面论文

该研究开发了一种“双重神经旁路”(DNB)系统,这是一种混合型神经假体装置,成功帮助一名因严重脊髓损伤而完全四肢瘫痪患者恢复运动与感觉功能,并实现即时且持久的改善。



脊髓损伤(SCI)是导致瘫痪的主要原因之一,超过一半的病例会出现四肢瘫痪。脊髓损伤患者始终将恢复上肢运动能力视为最重要的康复目标。此外,完全性损伤(即损伤平面以下无任何自主运动或感觉功能)尤其难以治疗,恢复有用功能的情况极为罕见。

之前的研究证明,利用单向皮层内脑机接口(iBCI)连接实时肌肉刺激的运动神经假体,能够恢复完全性四肢瘫痪患者由思维驱动的功能性手部运动。然而,这种方法并未包含对熟练抓握至关重要的触觉感官反馈,也未采用促进神经可塑性和持续感觉运动功能恢复的方法。

通过初级体感皮层(S1)的皮层内微刺激(ICMS)实现触觉反馈,此前已被用于操控机械手完成任务,但尚未应用于用户自身手部的操作。此外,虽然已证实使用 ICMS 可暂时增强触觉感知,但持续性的恢复效果仍难以实现。还有研究表明,通过 iBCI 介导的脊髓刺激(SCS)可恢复功能,但仅限于不完全性脊髓损伤患者的下肢。

为解决高位完全性脊髓损伤患者恢复上肢功能的临床需求,研究团队开发了一种“双重神经旁路”(double neural bypass,DNB)系统,这是一种兼具辅助与治疗作用的混合型脑-体接口(brain–body interface)。该系统整合了双向皮层内脑机接口(iBCI),其能够读取与患者运动意图相关的脑信号,采用稳定的神经解码架构来推断用户的运动意图,利用深度强化学习支持精准运动控制,并通过向脊髓及负责触觉感知的脑区(初级体感皮层)发送定向刺激,以促进神经可塑性和持续性功能恢复,从而帮助患者控制手部运动。


接下来,研究团队招募了一位 42 岁的脊髓损伤导致的完全性四肢瘫痪男性患者,他因潜水事故导致颈椎 C4 节段感觉和 C5 节段运动功能完全丧失,已持续 13 个月。该患者无法将手臂或手抬至面部,无法持物,且前臂远端及手部无任何感觉,上肢的感觉和运动功能严重受限。

在这项临床试验中,对他的脊髓进行刺激就能改善他弯曲肘部的能力,使他能够将手抬至面部。完整的 DNB 系统还帮助他完成张握手部、用杯子喝水、自主进食等动作,并能在抓取易碎物品时更好地控制抓握力。该系统持续识别患者的手部运动意图超过 5 个月,无需重复的再训练,该系统还帮助患者恢复了腕部部分触觉,这种感觉在刺激停止后仍持续了两个月以上。

研究团队表示,这项研究表明,将感觉运动神经假体与靶向大脑和脊髓神经调控相结合,有望在严重瘫痪患者中恢复具有临床意义的功能。

论文链接

https://www.nature.com/articles/s41591-026-04498-0

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