光明日报上海10月6日电（记者颜伟琪通讯员曾艺轩尹孟浩）通过简单地在大脑和脊髓中植入电极芯片，在大脑和脊髓之间搭建一条“神经旁路”，瘫痪患者或许能够恢复健康。自动控制肌肉，恢复下肢站立和行走功能。记者从复旦大学获悉，该校类脑智能科学与技术研究院贾福民团队在针对脊髓损伤患者开发新一代植入式脑脊髓接口装置方面取得突破。首次临床试验预计将于今年年底进行，为脊髓损伤患者提供治疗。患者有了站立和行走的希望。
作为连接大脑和周围神经系统的“信息高速公路”，如果脊髓受损，大脑的指令就无法传递到肌肉，患者就失去了独立行动的能力。如何让脊髓损伤导致瘫痪的患者恢复运动能力一直是医学界的一大难题。由于神经损伤的不可逆性，目前对脊髓损伤患者的治疗效果有限。直到近年来，研究证实脊髓硬膜外电刺激可以重新激活神经肌肉活动，显着促进脊髓损伤后的运动康复。但在脑电运动解码、脊神经根个性化重建、系统集成和临床应用等方面仍存在诸多问题。缺点很多。针对这些问题，贾福民团队开展了新一代脑脊髓接口技术的研发。
如何精准刺激脊神经根并交替激活下肢相应肌群重建行走步态是第一个核心挑战。贾福民团队利用张江影像中心的3T磁共振成像设备，创新设计了包含多个扫描序列的成像方案，并构建了基于人工标签的自动化重建算法模型，准确捕捉腰骶脊髓神经根的结构特征。相关数据及生成的个体化脊神经根模型近期已开源，为神经康复领域专家开展脊髓神经调节基础研究提供支持。
此外，理想的行走过程需要根据下肢姿势的运动结果实时优化和调整脊髓时空刺激参数，这就需要对步态进行实时监测。团队利用红外动作捕捉、肌电图、惯性传感器、足底压力垫等多模态技术构建健康步态和各类异常步态数据集，建立算法模型，实现跨人群、跨模态、跨人群连续步态轨迹的高性能跟踪为脑脊髓接口技术奠定了基础。
贾福民介绍，现有的脑脊髓接口解决方案采用多设备植入模式，需要在大脑左右运动皮层植入两个脑电采集设备，在脊髓内植入一个脊髓刺激设备。团队提出了“三合一”系统设计方案，将三个设备集成为一个颅内植入式微型设备，不仅减少了患者术后伤口，还能实现采集与刺激一体化，监测患者自主运动。闭环控制。该方案可以将解码过程从体外转移到体内，提高脑电信号采集的稳定性和效率，最终实现数百毫秒的解码速度和刺激指令的输出。这意味着脊髓损伤患者今后将拥有更加自然、流畅的行走步态。
复旦大学类脑智能科学与技术研究院是国内高校最早成立的脑科学与类脑智能前沿交叉研究机构之一。经过四年的持续研究，嘉富民团队初步完成了脊髓时空刺激和脑脊接口关键技术的积累，并在动物身上实现了概念验证，满足了临床应用的必要条件。预计今年年底，团队将联合国内三甲医院相关专家开展首次临床试验。下一阶段，团队计划完成植入式脑脊接口关键技术的产品研发和临床转化，持续开发针对脊髓损伤患者的神经调节新方法和新技术，如可穿戴神经调节设备的开发和针对轻症患者的多功能神经调节设备。模态运动监测系统等，可以更大程度减轻脊髓损伤患者家庭和社会的医疗负担。
《光明日报》（2024年10月07日第03页）
