在神經(jīng)功能重塑領(lǐng)域，這是浙大二院/浙江大學(xué)腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)取得的又一次重大技術(shù)突破，目前仍在招募更多患者。

撰文丨凌 駿

責(zé)編丨汪 航

又一 項(xiàng) 中國(guó) 醫(yī)學(xué) 進(jìn)展 公布。

去年年底，61歲的金先生不慎從3樓高的房頂墜落， 脊髓嚴(yán)重?fù)p傷并導(dǎo)致 完全性癱瘓。經(jīng)過手術(shù)和4個(gè)月的康復(fù) 訓(xùn)練 ，金先生雙下肢 仍 僅能在床上平移。若不是在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱：浙大二院）參與了“ 脊髓神經(jīng)接口 ”臨床試驗(yàn)，他一輩子可能都將在輪椅上度過。

本月，浙大二院宣布，聯(lián)合 南湖腦機(jī)交叉研究院 、浙江大學(xué)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)，醫(yī)院成功完成全國(guó)首例閉環(huán) 脊髓神經(jīng)接口 植入術(shù)，恢復(fù)了癱瘓者的行走功能。

更不可思議的是，“術(shù)后2個(gè)月，我們嘗試關(guān)掉機(jī)器，發(fā)現(xiàn)患者依靠自身就能實(shí)現(xiàn)站立行走。這說明他受損的脊髓神經(jīng)，也在得到自我修復(fù)。”浙大二院神經(jīng)外科副主任 、 功能神經(jīng)外科組組長(zhǎng)朱君明 主任醫(yī)師告訴“醫(yī)學(xué)界”。

在 神經(jīng)功能重塑領(lǐng)域 ，這是浙大二院/浙江大學(xué)腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)取得的又一次 重大技術(shù)突破 ，有望開啟 脊髓損傷治療 的 新篇章 。

術(shù)后3天便恢復(fù)下肢運(yùn)動(dòng)

由于神經(jīng)細(xì)胞不可再生，脊髓損傷治療一直是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的“世紀(jì)難題”。最新數(shù)據(jù)顯示，全球有約2000萬人患有脊髓損傷，年新發(fā)病例數(shù)約為90萬，且以外傷為主的脊髓受損發(fā)病率逐年升高。

據(jù)朱君明介紹，在意外跌落后，金先生的 胸3/4椎體 骨折，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院被診斷為完全性癱瘓。“當(dāng)時(shí)他緊急接受了手術(shù)，術(shù)后還經(jīng)歷4個(gè)月的康復(fù)治療，但腿部肌力依舊只恢復(fù)到1-2級(jí)。相當(dāng)于只能躺在床上，緩慢平移雙腿的程度。”

不僅可能再也無法站立，由于脊髓神經(jīng)傳導(dǎo)通路的破壞，金先生還出現(xiàn)了大小便失禁。治療希望渺茫，2024年10月，經(jīng)當(dāng)?shù)蒯t(yī)院的推薦，金先生來到了浙大二院，成為這項(xiàng)臨床研究的“1號(hào)病人”。

作為我國(guó) 最早開展侵入式腦機(jī)接口的研究 單位 之一 ，此前， 浙 大二院/浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)已多次 取得突破性進(jìn)展 。

20 19 年 起 ，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)曾通過腦機(jī)接口技術(shù)，全國(guó)首次實(shí)現(xiàn)讓一位 高位截癱 者用 “意念”控制 機(jī)械臂， 陸續(xù)完成 喝水、吃東西 、寫字 等動(dòng)作 。

此次自主開發(fā)的“脊髓神經(jīng)接口”，則是一種全新的脊髓硬膜外電刺激治療系統(tǒng)——通過在脊髓植入電極，繞過大腦，直接接收患者“想運(yùn)動(dòng)”的肌肉信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生電刺激作用于特定的脊髓神經(jīng)，最終觸發(fā)患者的運(yùn)動(dòng)行為。

為了實(shí)現(xiàn)這一效果，朱君明告訴“醫(yī)學(xué)界”，今年3月8日的手術(shù)中，團(tuán)隊(duì)首先測(cè)試了金先生不同的脊髓神經(jīng)，分別對(duì)應(yīng)著哪些下肢肌肉行為。“脊髓有著錯(cuò)綜復(fù)雜的神經(jīng)集群，我們要確保 行走所需的主要 神經(jīng) 集群 ，必須全 覆蓋 上。”

找到目標(biāo)后，朱君明隨即在金先生脊髓硬膜外，植入了一個(gè) 帶有16 個(gè) 觸點(diǎn)的刺激電極 ， 并在 其 腹部 放入了 火柴盒大小的無線充電控制器。

手術(shù)非常成功，奇跡也隨之發(fā)生。

術(shù)后 僅僅 3天，金 先生就恢復(fù)了 彎腿、抬腿等動(dòng)作 的 控制 。半個(gè)月后 ， 他能起身下床 自主站立 ，并做出邁步動(dòng)作。直到術(shù)后 1個(gè)月， 金先生的下 肢功能 進(jìn)一步改善， 在助行器 的 幫助下， 他 恢復(fù) 了 行走 能力。

“目前金先生還在不斷好轉(zhuǎn)，借著助行器，他能上下坡、轉(zhuǎn)彎，基本恢復(fù)了日常家庭活動(dòng)功能，同時(shí)大小便失禁的癥狀也得到了顯著改善。”朱君明告訴“醫(yī)學(xué)界”，這超出了研究團(tuán)隊(duì)的預(yù)期。

“術(shù)前我們期望的是金先生能重新站起來，進(jìn)行簡(jiǎn)單的近距離活動(dòng)，卻沒想到他能恢復(fù)得這么好。用家屬的話說，‘一天一個(gè)樣，肉眼可見的進(jìn)步’，太不可思議了。”朱君明說。

仍在進(jìn)行患者招募

“為了這臺(tái)手術(shù)，從概念驗(yàn)證、硬件技術(shù)攻關(guān)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一步步做起，我們已經(jīng)籌劃了多年。”朱君明對(duì)“醫(yī)學(xué)界”表示，去年年底 ，研究團(tuán)隊(duì) 正式通過 臨床倫理申請(qǐng) ，啟動(dòng)了項(xiàng)目的 志愿者招募及臨床試驗(yàn)系統(tǒng)搭建 等工作。

事實(shí)上，這已不是學(xué)界第一次嘗試用植入式的脊髓電刺激，來治療脊髓受損的癱瘓者。

在該領(lǐng)域，全球的領(lǐng)軍人物莫過于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的Grégoire Courtine教授。過去20多年間，Grégoire Courtine團(tuán)隊(duì)通過腦脊/接口、硬膜外電刺激兩大技術(shù)路線，讓不少脊髓受損患者恢復(fù)了一定的行動(dòng)功能，相關(guān)成果6次登上頂刊《自然》。

腦脊接口是在患者的大腦和脊髓中分別植入一個(gè)電極，重建患者“神經(jīng)-運(yùn)動(dòng)”連接。就在金先生手術(shù)前幾天，今年3月4日， 復(fù)旦 大學(xué)附屬 中山醫(yī)院 團(tuán)隊(duì)宣布， 全球首次利用微創(chuàng)腦脊接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完全截癱患者恢復(fù)站立行走 。

浙大二院采用的全新 閉環(huán) 脊髓神經(jīng)接口，則屬于硬膜外電刺激技術(shù)。“術(shù)前經(jīng)過康復(fù)治療，金先生下肢能略微活動(dòng)，因此我們可以直接用肌肉信號(hào)來刺激啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制。”朱君明說。

相比傳統(tǒng)硬膜外電刺激是采用恒定的刺激模式，在聯(lián)合團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的“實(shí)時(shí)閉環(huán)調(diào)控”系統(tǒng)中，金先生每做出一次動(dòng)作， 腿部的肌力 變化都能 反饋 至外部 軟件， 進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整脊髓電刺激的參數(shù)。

“我們開發(fā)了一套人工智能模型，算法能根據(jù) 患者表現(xiàn) 進(jìn)行反饋 ， 以 實(shí)現(xiàn)對(duì)身體重心和運(yùn)動(dòng)平衡的 最佳 控制 。”朱君明說，通過這種方式， 癱瘓者 不僅能恢復(fù)運(yùn)動(dòng)，還有望在勻速走 、變速走、轉(zhuǎn)彎、上下坡 ，以及多種不同類型的日常動(dòng)作中實(shí)現(xiàn)自由切換。

值得一提的是，以“脊髓神經(jīng)接口”為代表的 神經(jīng)調(diào)控 技術(shù)，設(shè)計(jì)之初的主要目標(biāo)，是代償性地恢復(fù)患者運(yùn)動(dòng)功能。然而在金先生恢復(fù)的過程中，研究團(tuán)隊(duì)驚喜地發(fā)現(xiàn)，他還正在逐步實(shí)現(xiàn)“關(guān)機(jī)行走”。

“這可能是因?yàn)殡姶碳?募集 了 更多的神經(jīng)元細(xì)胞 ，促進(jìn)受損神經(jīng)環(huán)路的自我修復(fù)，使得金先生的脊髓神經(jīng)功能表現(xiàn)出重塑跡象。”朱君明對(duì)“醫(yī)學(xué)界”分析，“雖然目前關(guān)機(jī)后的行走還不太流暢，但我們希望隨著時(shí)間推移，他能徹底脫離機(jī)器，回歸日常生活。”

據(jù)了解，目前，這項(xiàng)由 研究者發(fā)起的臨床研究（IIT） 仍在進(jìn)行臨床招募， 擬招募10人 。推進(jìn)過程中， 團(tuán)隊(duì) 還 將 積累更多真實(shí)世界數(shù)據(jù)，迭代算法、 不斷升級(jí)脊髓神經(jīng)接口系統(tǒng)， 以期實(shí)現(xiàn) 更好地 性能 控制 。

“現(xiàn)階段， 我們 希望先在中至重度脊髓損傷患者中取得更多突破，未來隨著技術(shù)不斷完善，還可能繼續(xù)拓展適應(yīng)人群，治療更多病情更嚴(yán)重的患者。”朱君明說。

來源：醫(yī)學(xué)界

校對(duì)：臧恒佳

編輯：張金金

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