Nature发布重大成果：首次令瘫痪的猴子重新行走

　　瑞士苏黎世联邦理工学院等处的研究人员公布了一项最新成果：在后腿受伤瘫痪的恒河猴脑中植入电子设备，把大脑信号与脊椎未损坏部分的电极重新连接，第一次实现了灵长类动物瘫痪后的自主行走。

　　这两只单腿暂时瘫痪的猴子在使用该技术后立即恢复行走，科学家们预计这一技术可能在10年内用于人。这一研究成果公布在11 月9日的Nature杂志上，“这是一个惊喜，”文章作者之一，瑞士联邦理工学院的神经学家Grégoire Courtine说。

　　瘫痪给许多家庭蒙上了阴影，目前遭受背部断裂或脊椎创伤的人，虽然双腿完好，但仍不能站立或移动，因为连接他们大脑与肌肉的信号中断。通过大脑和脊髓中的神经元之间发生复杂的相互作用，行走就有可能实现。起源自大脑运动皮质的电信号向下传递到下部脊髓的腰部，在那里，它们激活协调负责伸展和弯曲腿部的肌肉移动的运动神经元。

　　上部脊髓遭受的损伤能够切断大脑和下部脊髓之间的通信。运动皮质神经元和脊髓神经元可能是功能完全性的，但是它们不能够协调它们的活动。这项研究的目标就是重新建立一些这样的通信。

　　通过大脑和脊髓中的神经元之间发生复杂的相互作用，行走就有可能实现。起源自大脑运动皮质的电信号向下传递到下部脊髓的腰部，在那里，它们激活协调负责伸展和弯曲腿部的肌肉移动的运动神经元。

　　上部脊髓遭受的损伤能够切断大脑和下部脊髓之间的通信。运动皮质神经元和脊髓神经元可能是功能完全性的，但是它们不能够协调它们的活动。这项研究的目标就是重新建立一些这样的通信。

　　研究人员在每个瘫痪的猴子大脑，以及对照组正常大脑中的植入物创建了一个大脑-脊柱接口，可以从大脑向脊柱传输神经信号，通过电脑建立联系，从而信号可以绕过受损的脊柱。中断的连接被重新接上，这套系统让其中一只猴子在6天内就恢复了活动能力。

　　这个接口的工作原理就是，解码跟走路相关的大脑活动，然后将信息无线转继到受伤区域以下的脊柱上，再通过电极磁极激活腿部肌肉所需的神经通路。将中断的神经通路重新连接后，这些信号就能抵达脊柱的下方，产生神经刺激，只要收到大脑信号，两只猴子的腿部肌肉就被激活。“最重要的就是激活后可以触发动物想要的行动，”Courtine说。

　　植入物的大小大约为药丸那么大，这种通过到大脑中的电极阵列来记录来自运动皮质的信号的传感器技术是由布朗大学Brain Gate合作团队开发的，部分上是为了在人体内进行试验性使用。

　　这种技术正被用于进行中的临床预试验，而且在此之前已被用于由布朗大学神经工程师Leigh Hochberg领导的一项研究，也就是之前同样引发关注的四肢瘫痪患者只需仅仅认为是在移动他们自己的手而能够操作机械手臂。

　　此前同样是这一研究组的研究人员也实现了实时控制完全瘫痪的大鼠的四肢，帮助其恢复行走。他们对中背部脊髓完全切断，没有任何来自大脑的信号能够到达下方脊髓的大鼠展开了研究。利用手术在这里植入柔性电极。通过电极发送的电流刺激了脊髓。

　　他们认识到大鼠抬高四肢的高度与电刺激频率之间有着直接的关系。基于此以及对大鼠步行模式（步态）的仔细监测，研究人员专门设计出了让大鼠能够跨过预期障碍物，如栅栏或楼梯的电刺激。