《美国科学家首次通过脑机接口同时恢复脊髓损伤患者的运动和触觉》

  • 来源专题:中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
  • 编译者: 李丹丹
  • 发布时间:2020-05-04
  • 4月24日,美国 Battelle 研究所和俄亥俄州立大学科学家开发出脑机接口新技术,使一名脊髓受伤严重的男子恢复了手部触觉。此前的研究中,该男子虽然能通过植入大脑的芯片绕过受伤的脊髓,直接将运动信号传输至肌肉来控制手臂运动,但这样缺乏触觉反馈信息,仍对其操作造成了困难。在该研究中,研究人员将刺激他皮肤时产生的微弱亚触觉转换为放大的触觉信号反馈回大脑,使其能有意识地感知物体,控制拿握的压力。这是首个通过脑机接口同时恢复运动和触觉的系统,具有极大的应用潜力。相关研究成果发表于《细胞》期刊。

  • 原文来源:;https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30347-0
相关报告
  • 《J Neurotrauma:科学家开发出能成功治疗脊髓损伤的新型化合物》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-13
    • 近日,一项刊登在国际杂志Journal of Neurotrauma上的研究报告中,来自普渡大学的研究人员通过对动物进行研究发现,一种实验性药物或有望成为治疗脊髓损伤的潜在疗法。这种名为4-氨基比林-3-甲醇(4-aminopyridine-3-methanol)的特殊化合物与之前研究人员所开发的药物4-氨基比林(4-AP)的作用方式相似,如今药物4-AP已经被FDA批准用来治疗多发性硬化症。 这项研究中,研究人员在细胞培养液和动物模型机体中对比了这两种化合物的作用效果;研究者Riyi Shi说道,我们首次研究发现,化合物4-氨基比林-3-甲醇能够恢复慢性脊髓损伤患者的机体功能,相比4-AP而言,其还能在更大程度上减少患者的神经性疼痛。由于持续性的慢性损伤时脊髓损伤患者所出现的严重问题,因此化合物4-氨基比林-3-甲醇或许就能潜在用来降低患者的疼痛感,而这并不依赖于任何运动益处。 研究者认为,这种药物的优势在于其具有更加广泛的治疗剂量范围,其最低有效剂量可以比4-AP少10倍,同时其也可以在4-AP的5倍剂量水平下使用;在脊髓损伤患者机体中,即使脊髓神经纤维本身(轴突)是完好无损的,如果神经纤维外部的脂肪层受到了损伤(髓鞘受到了损伤),其功能也可能会丢失。当髓鞘被损伤时,其外膜下的钾离子通道就会被打开,从而干扰电子信号,上述两种药物均能通过关闭这些通道的功能来恢复轴突信号的传导。 研究者Shi说道,临床前试验让我们非常高兴,因为大约在10年前,4-AP(氨吡啶)被批准用来治疗多发性硬化症,然而脊髓损伤和多发性硬化症拥有者相类似的神经信号转导缺失的机制,这两种疾病都是由髓鞘损伤引发,4-AP被批准用来治疗多发性硬化症,但由于人们考虑到该药物的潜在毒性以及比较窄的治疗剂量范围,因此该药并未批准用来治疗脊髓损伤。 文章中,研究者发现,名为4-氨基比林-3-甲醇的化合物能够非常有效地关闭钾离子通道(至少有50%的效果),而且效应更加持久;后期研究人员还将继续深入研究,他们希望未来能够开发出有效的疗法来治疗中枢神经系统退行性疾病和创伤等。相关研究由美国国立卫生研究院等机构提供资助。
  • 《美国科学家将运动功能定位至单个神经细胞水平,助力脑机接口开发》

    • 来源专题:中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
    • 编译者:赵若春
    • 发布时间:2020-04-02
    • 3月27日,美国斯坦福大学与霍华德·休斯医学研究所科学家合作将微电极列阵植入两组人脑,从而将运动功能定位至单个神经细胞水平。研究人员在四肢瘫痪患者大脑运动皮层中名为“手结区”的区域植入了电极,利用电极测量单个神经元的动作电位,研究微阵列在大脑中如何被激活。结果显示,手结区不仅可被手部及胳膊的运动激活,同样也可以被腿部、脸部及其他身体部位的运动所激活。该研究首次发现先前被认为只与胳膊及手部关联的大脑区域有着整个身体的信息,对开发可帮助瘫痪人群重新运动的脑机接口具有重要意义。相关研究成果发表于《细胞》期刊。