上海
财联社7月17日讯（编辑 赵昊）美国一瘫痪男子借助一种新型脑机植入技术恢复了此前双手的运动能力和触觉，这项突破为其他脊髓损伤患者带来了新的希望。
周四（7月16日）发表在《自然·医学》上的论文写道，研究人员利用先进的机器学习算法和皮肤传感器，能将患者的大脑信号实时转化为肢体运动。
研究显示，这位原本四肢瘫痪患者——基思·托马斯（Keith Thomas）——已经能够自行进食，而且在停止治疗数月后，这些改善效果依然得以维持。
2020年，托马斯在跳进泳池时摔断了脖子，导致胸部以下瘫痪。2023年3月，他接受了一项长达15个小时的脑部手术，在大脑内植入5组微电极阵列，以采集与其运动意图相对应的大脑信号。
来源：纽约范斯坦医学研究所
随后，研究人员将这些信号输入机器学习算法。当托马斯产生手部运动意图时，算法便向其前臂肌肉发送相应的电刺激信号。同时，研究人员还配合使用贴附于皮肤表面的电刺激贴片，对脊髓及相关肌肉进行刺激。
这项技术被称为“双神经搭桥”（double neural bypass ），相当于让感觉及运动信号在托马斯的大脑与身体之间传输，是神经假体学（neuroprosthetics）领域的又一重要进展。
近年来，科学家一直致力于通过神经假体恢复患者的运动能力和语言功能，借助促进神经可塑性（neuroplasticity）——即神经系统形成新的连接和通路——实现长期康复。
经过35周训练后，托马斯的右臂力量提升了86%，左臂力量提升了62%。实际效果表现为，他从最初无法将双手抬至面部，逐渐恢复到能够独立挠鼻子、擦拭嘴巴等。
来源：纽约范斯坦医学研究所
此外，研究团队还在一款定制的3D打印装置中嵌入压力传感器，用于测量托马斯抓握物体时施加的力度。系统会根据压力大小，向其大脑发送相应的电刺激，使其重新产生触觉感知。
研究人员表示，在这一系统辅助下，托马斯有87%的成功率能够抓起并举起空蛋壳，而不会将其捏碎。
研究团队负责人、纽约范斯坦医学研究所教授Chad Bouton表示：“这项研究有望造福数百万患者，为未来研究和临床应用打开大门，帮助数十万瘫痪患者恢复功能。”
他说：“这种方法代表了一种治疗重度瘫痪的新思路——我们不仅是在绕过损伤部位，更是在重新构建神经系统。”
其他科学家高度评价了这项研究将多种技术融合应用的创新性，但同时指出，目前研究仅针对一名受试者，距离实现完全功能恢复仍有差距。
伦敦国王学院计算机视觉讲师Letizia Gionfrida表示，这项成果代表着神经假体学领域“一项非常重要的进展”。
她认为，通过“双向通信”（bidirectional communication）同时恢复运动能力和感觉反馈，“具有创新意义，而且尤为重要”。
她解释说：“手部完成日常动作不仅依赖于产生运动，还需要感觉反馈来告诉双手该如何抓握、持物以及完成精细动作。试想一下，如果不知道该施加多大力度，就很难端起一个花瓶而不把它摔碎。”
卡迪夫大学神经刺激讲师David McGonigle则表示，目前触觉恢复仍然只是部分恢复，这项研究“更像是迈向未来的重要一步，而不是终点”。
他认为，研究提出神经系统能够发生适应性重塑的观点“非常值得关注”，尽管目前尚未得到完全证实；他承认，患者运动能力的大幅改善“尤其令人印象深刻”。
McGonigle表示：“这项研究真正的价值就在于，患者如今已经能够完成自行进食、操作易碎物品等具有实际意义的日常活动。”
（财联社 赵昊）
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