撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
全球有數百萬人因脊髓損傷、中風及其他神經系統疾病而遭受運動和感覺功能障礙。
2026 年 7 月 16 日,諾斯維爾健康的研究人員在Nature Medicine期刊發表了題為 : A neuroprosthesis for restoring hand movement and sensation in a person with complete tetraplegia 的研究論文,該論文還被選為當期封面論文。
該研究開發了一種“雙重神經旁路”(DNB)系統,這是一種混合型神經假體裝置,成功幫助一名因嚴重脊髓損傷而完全四肢癱瘓患者恢復運動與感覺功能,并實現即時且持久的改善。
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脊髓損傷(SCI)是導致癱瘓的主要原因之一,超過一半的病例會出現四肢癱瘓。脊髓損傷患者始終將恢復上肢運動能力視為最重要的康復目標。此外,完全性損傷(即損傷平面以下無任何自主運動或感覺功能)尤其難以治療,恢復有用功能的情況極為罕見。
之前的研究證明,利用單向皮層內腦機接口(iBCI)連接實時肌肉刺激的運動神經假體,能夠恢復完全性四肢癱瘓患者由思維驅動的功能性手部運動。然而,這種方法并未包含對熟練抓握至關重要的觸覺感官反饋,也未采用促進神經可塑性和持續感覺運動功能恢復的方法。
通過初級體感皮層(S1)的皮層內微刺激(ICMS)實現觸覺反饋,此前已被用于操控機械手完成任務,但尚未應用于用戶自身手部的操作。此外,雖然已證實使用 ICMS 可暫時增強觸覺感知,但持續性的恢復效果仍難以實現。還有研究表明,通過 iBCI 介導的脊髓刺激(SCS)可恢復功能,但僅限于不完全性脊髓損傷患者的下肢。
為解決高位完全性脊髓損傷患者恢復上肢功能的臨床需求,研究團隊開發了一種“雙重神經旁路”(double neural bypass,DNB)系統,這是一種兼具輔助與治療作用的混合型腦-體接口(brain–body interface)。該系統整合了雙向皮層內腦機接口(iBCI),其能夠讀取與患者運動意圖相關的腦信號,采用穩定的神經解碼架構來推斷用戶的運動意圖,利用深度強化學習支持精準運動控制,并通過向脊髓及負責觸覺感知的腦區(初級體感皮層)發送定向刺激,以促進神經可塑性和持續性功能恢復,從而幫助患者控制手部運動。
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接下來,研究團隊招募了一位 42 歲的脊髓損傷導致的完全性四肢癱瘓男性患者,他因潛水事故導致頸椎 C4 節段感覺和 C5 節段運動功能完全喪失,已持續 13 個月。該患者無法將手臂或手抬至面部,無法持物,且前臂遠端及手部無任何感覺,上肢的感覺和運動功能嚴重受限。
在這項臨床試驗中,對他的脊髓進行刺激就能改善他彎曲肘部的能力,使他能夠將手抬至面部。完整的 DNB 系統還幫助他完成張握手部、用杯子喝水、自主進食等動作,并能在抓取易碎物品時更好地控制抓握力。該系統持續識別患者的手部運動意圖超過 5 個月,無需重復的再訓練,該系統還幫助患者恢復了腕部部分觸覺,這種感覺在刺激停止后仍持續了兩個月以上。
研究團隊表示,這項研究表明,將感覺運動神經假體與靶向大腦和脊髓神經調控相結合,有望在嚴重癱瘓患者中恢復具有臨床意義的功能。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41591-026-04498-0
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