2020最佳AI新基建年度榜
您正在使用IE低版浏览器,为了您的雷锋网账号安全和更好的产品体验,强烈建议使用更快更安全的浏览器
此为临时链接,仅用于文章预览,将在时失效
业界专题 正文
发私信给天诺
发送

6

科学家开发软件刺激系统,可令瘫痪病人重新行走

本文作者:天诺 2014-09-29 09:29
导语:Courtine专门开发了一套软件系统,他先拍摄老鼠行动的影片,并把相关图片导入进软件之中,该软件可以快速调整刺激类型,产生同步的步伐运动。这套系统也可以帮助瘫痪病人保持身体平衡,有节奏地走路。

科学家开发软件刺激系统,可令瘫痪病人重新行走

你能想象这样一个奇怪的景象吗?一个瘫痪的老鼠用它两条后腿,在计算机的控制下迈着精准的步伐走路。“这真有点儿科学怪人的感觉,”Gregoire Courtine说道,他是瑞士洛桑联邦理工大学的一名神经科学家。他在近期一篇论文中,阐述了利用电子学让瘫痪动物恢复正常运动。

这项研究的研究人员希望尝试用电子脉冲刺激瘫痪患者的脊髓,继而帮助他们重新恢复行走的能力,这些信号可以替代那些通过脊髓传递给大脑的普通命令,因为脊椎受伤后,传递到大脑的行走命令也因此被中断。

今年春天,来自路易斯维尔大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员透露,有四个多年残疾的男人,他们的脚,臀部,脚踝,还有脚趾都能动了,在使用了刺激脊髓的设备(该设备运用了一种叫硬膜外刺激的技术)之后,他们甚至可以站起来。虽然他们的运动幅度还比较小,无法做到独立行走,但这项技术能帮助他们锻炼自己的腿,逐渐恢复一些运动机能。

目前,硬膜外刺激存在一定局限,因为电子脉冲无法刺激产生复杂且高协调性的动作。另外在人体测试中,所有的动作都需要手工控制。因此,Courtine专门开发了一套软件系统,他先拍摄老鼠行动的影片,并把相关图片导入进软件之中,该软件可以快速调整刺激类型,产生同步的步伐运动。

这套系统也可以帮助人类保持身体平衡,有节奏地走路。系统越完善,被刺激的瘫痪患者走路就轻松,因为大脑不用不断地做出走路的决策判断了。

为了达到理想的效果,瑞士科学家割断了六只老鼠的脊髓,并在它们脊柱的后半部分植入了柔性电极,此外这些老鼠还被注入了一种名为血清素激动剂(serotonin agonist)药物,可以让脊髓做好与腿部的沟通。科学家们用护具支撑住老鼠的重量,然后把它们放在简易的跑步机上,和一条设置了障碍的跑道上。

科学家开发软件刺激系统,可令瘫痪病人重新行走

“这是一个闭环控制系统,虽然试验老鼠的大腿完全麻痹了,但仍可以实时调整腿部运动。”Courtine说道。每只老鼠至少连续走了一千步,并成功通过了为它们设计的楼梯。Courtine团队希望明年可以把这套系统用在人体测试。“我们的想法是把这套软件系统应用在残疾人康复上。”现有证据显示,脊髓和大腿的持续锻炼,可以帮助大脑恢复曾被切断的运动联系。

要让瘫痪患者实现自主行走,硬膜外刺激技术仍然有很长一段路要走。患者希望可以自己控制运动,这意味着未来,该系统需要在自动程序与用户自主选择运动之间找到一个平衡。

Courtine表示,他们正在开发一个脑机介面,希望在大脑的运动皮质中植入电极,记录人类的运动意图,最终实现让患者自己控制脊髓刺激器,并按照自己的想法走路。

via MIT

雷锋网原创文章,未经授权禁止转载。详情见转载须知

分享:
相关文章

文章点评:

表情
当月热门文章
最新文章
请填写申请人资料
姓名
电话
邮箱
微信号
作品链接
个人简介
为了您的账户安全,请验证邮箱
您的邮箱还未验证,完成可获20积分哟!
请验证您的邮箱
立即验证
完善账号信息
您的账号已经绑定,现在您可以设置密码以方便用邮箱登录
立即设置 以后再说