MIT發(fā)布2017全球十大突破性技術(shù)：多數(shù)生命科學(xué)技術(shù)入選

　　治愈癱瘓

　　Reversing Paralysis

　　技術(shù)突破：無(wú)線腦-體電子元件可繞過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

　　重要意義：全球有數(shù)百萬(wàn)人被癱瘓所折磨，無(wú)時(shí)不刻都渴望著擺脫疾病的困擾。

　　主要研究機(jī)構(gòu)：

　　- 巴黎綜合理工大學(xué)洛桑理工學(xué)院(EPFL)

　　- 韋斯生物和神經(jīng)工程中心(Wyss Institute at Harvard)

　　- 匹茲堡大學(xué)(University of Pittsburgh)

　　- 凱斯西儲(chǔ)大學(xué)(Case Western Reserve University)

　　成熟期：10至15年

　　Grégoire Courtine持有腦脊柱接口的兩個(gè)主要部分

　　在利用腦植入來(lái)恢復(fù)脊髓損傷引起的運(yùn)動(dòng)自由受損上，科學(xué)家們已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。

　　近年來(lái)，借助腦植入物，少量患者已可以通過(guò)思想來(lái)控制計(jì)算機(jī)光標(biāo)或者是機(jī)器臂?，F(xiàn)在研究人員正在嘗試意義重大的下一步：治愈癱瘓。

　　他們利用無(wú)線電將大腦讀取技術(shù)直接連接到身體上的電刺激器，創(chuàng)造出法國(guó)神經(jīng)科學(xué)家Grégoire Courtine所稱(chēng)的“神經(jīng)旁路”，從而使人們的想法能夠再次控制他們的四肢。

　　由Robert Kirsch和Bolu Ajiboye領(lǐng)導(dǎo)的凱斯西儲(chǔ)大學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)一個(gè)四肢癱瘓者進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诎c瘓者的手臂和手掌肌肉安裝了超過(guò)16個(gè)的精細(xì)電極，在大腦中放置了兩個(gè)比郵票還小的硅制記錄裝置，上面有上百個(gè)頭發(fā)大小的金屬探針，來(lái)探測(cè)神經(jīng)元發(fā)出的命令。

　　在操作過(guò)程中，志愿者在彈簧扶手的幫助下緩慢地抬起了他的手臂，并可以實(shí)現(xiàn)手掌的張和握，他甚至可以把有吸管的杯子遞到嘴邊。

　　左：一個(gè)帶電極的大腦閱讀芯片的特寫(xiě)。右：模擬脊髓的柔性電極。

　　這個(gè)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)將要在醫(yī)學(xué)雜志上發(fā)表的結(jié)果，是使用植入電子設(shè)備來(lái)恢復(fù)各種感官和功能的廣泛研究中的一部分。除了治療癱瘓外，科學(xué)家希望能夠使用所謂的“神經(jīng)義肢”，通過(guò)在眼睛中放置芯片來(lái)恢復(fù)視力，或者是恢復(fù)阿爾茨海默病人的記憶。

　　相比起非常成熟的人工耳蝸，讓“神經(jīng)義肢”改善癱瘓會(huì)更有難度。在1998年，一個(gè)患者使用腦探針實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)計(jì)算機(jī)光標(biāo)的任務(wù)，但它并沒(méi)有任何更為廣泛的實(shí)際應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)仍然太基礎(chǔ)、太復(fù)雜以及無(wú)法脫離實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境。

　　瑞士?jī)|萬(wàn)富翁Hansjrg Wyss專(zhuān)門(mén)為解決脊髓旁路等神經(jīng)科技的技術(shù)設(shè)立了研究中心。該研究中心的領(lǐng)導(dǎo)人是約翰·多諾霍(John Donohoe)，他正試圖帶領(lǐng)神經(jīng)科學(xué)家、技術(shù)人員、臨床醫(yī)生共同創(chuàng)建一個(gè)商業(yè)上可行的系統(tǒng)。

　　對(duì)于多諾霍來(lái)說(shuō)，首要任務(wù)之一是制造“神經(jīng)通”——這是一個(gè)超緊湊型無(wú)線設(shè)備，以網(wǎng)絡(luò)速度從大腦收集數(shù)據(jù)。多諾霍說(shuō)，“這是世界上最復(fù)雜的大腦通信器。”

　　無(wú)線神經(jīng)通訊裝置模型

　　雖然很復(fù)雜，并且進(jìn)展緩慢，但是神經(jīng)旁路仍然意義重大，病人對(duì)此充滿了強(qiáng)烈的期待，多諾霍說(shuō)，“人們希望恢復(fù)他們的日常生活。”

　　神經(jīng)旁路中的里程碑

　　1961年：醫(yī)生和發(fā)明家William F. House測(cè)試了第一個(gè)人工耳蝸，證明可以恢復(fù)聽(tīng)力。該設(shè)備使超過(guò)25萬(wàn)人受益。

　　1998年：醫(yī)生在一個(gè)不能說(shuō)話的癱瘓者的大腦中安裝了一個(gè)電極，使其通過(guò)計(jì)算機(jī)與人交流。

　　2008年：猴子的大腦信號(hào)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從美國(guó)發(fā)送到日本，從而激發(fā)機(jī)器人在跑步機(jī)上行走。

　　2013年：美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了Second Sight公司出售的“仿生眼”。原理是利用縫合到視網(wǎng)膜的芯片，從而繞過(guò)受傷的光感受器。

　　2014-2015年：俄亥俄醫(yī)生開(kāi)始努力使兩個(gè)不同癱瘓類(lèi)型的男人“重獲新生”。他們的想法可以傳遞到他們手臂上的電極，從而實(shí)現(xiàn)手指的伸縮。

　　2016年：28歲的Nathan Copeland通過(guò)大腦植入物操控了一個(gè)機(jī)器臂，使得他可以“感覺(jué)”到手指，還在奧巴馬總統(tǒng)訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)與他頂拳。

　　脊柱受傷導(dǎo)致右腿癱瘓的猴子，在實(shí)施手術(shù)后恢復(fù)正常行走能力