211service.com
Hjärnkontroll av förlamade lemmar låter apan gå igen
Ett schema över hur schweiziska forskare upprättade en trådlös anslutning mellan hjärnan på en förlamad apa och dess ryggmärg, så att den kunde gå.
I ett steg mot en elektronisk behandling för förlamning, säger schweiziska forskare att två delvis förlamade apor har kunnat gå under kontroll av ett hjärnimplantat.
Studierna, som utfördes vid École Polytechnique Fédérale i Lausanne, Schweiz, skapade framgångsrikt en trådlös bro mellan apornas hjärnor och bakben, vilket gjorde det möjligt för dem att avancera längs ett löpband med en trevande gång.
Forskningen, publicerad idag i tidskriften Natur , sammanför flera teknologier: ett hjärnimplantat som känner av ett djurs avsikt att gå, elektroder fästa på den nedre ryggmärgen som kan stimulera gångmuskler och en trådlös anslutning mellan de två.
Det är fantastiskt att visa att man kan koppla ihop dem, säger Chad-knappen , chef för Center for Bioelectronic Medicine vid Feinstein Institute for Medical Research i New York. Bouton arbetade nyligen med en mänsklig volontär som använde hjärnsignaler för att kontrollera sin förlamade hand, med hjälp av en hylsa med elektroder, och andra har visat att patienter kan få hjärnkontroll över robotar .
Den nya forskningen verkar vara första gången trådlös hjärnkontroll etablerades för att återställa promenader i ett djur. Det är en del av en kampanj av forskare för att utveckla system som är helt implanterbara och osynliga och som kan återställa frivilliga rörelser till förlamade människor, säger Bouton.
Experimenten utfördes av ett internationellt team under ledning av Gregoire Courtine , en neuroforskare som är specialiserad på epidural elektrisk stimulering, eller att zappa den nedre ryggmärgen som ett sätt att provocera fram stegrörelser.
Till skillnad från armrörelser är gång en automatiserad rörelse som koordineras av ryggmärgen på ett delvis självständigt sätt. Courtines grupp har tidigare visat att de kunde få en förlamad råtta att gå genom att stimulera dess ryggrad. Men i det fallet var forskarna som dockspelare som kontrollerade djurets bakben.
I sin rapport beskriver forskarna hur de tog nästa steg: få ett djurs hjärna att styra promenaden.
Två rhesusapor fick skador på ena sidan av ryggmärgen, som tillfälligt gjorde ena benet förlamat. Courtines team implanterade sedan kirurgiskt in i sina hjärnor en häftstiftsstorlek av elektroder, som kunde registrera den elektriska aktiviteten hos neuroner i ett område av hjärnan som styr benrörelser.
Med hjälp av en trådlös sändare utvecklad vid Brown University, och som fäster på skallen, vidarebefordrades dessa hjärnsignaler till en speciell jacka som aporna bar. Om apan tänkte gå utlöste den en förprogrammerad sekvens av elektriska stimuli till den nedre ryggmärgen.
Utan hjälp från systemet hoppade en apa längs ett löpband med det skadade benet dinglande. När systemet väl slogs på började dock apan lyfta och sänka benet och lägga vikt på det.
Courtine är grundare av ett EPFL spin-off företag, G-Therapeutics , som har samlat in cirka 40 miljoner dollar och utvecklar tekniken för ryggmärgsstimulering, även om den ännu inte kombineras med hjärnimplantat.
Tillsammans med Jocelyne Bloch, en neurokirurg vid Lausannes universitetssjukhus och företagets medgrundare, testar den spinalstimulering hos åtta frivilliga som en del av ett rehabiliteringsprogram. Courtine säger att ett av nästa steg skulle vara att försöka ge patienterna direkt hjärnkontroll över sådana system ett experiment som han hoppas kunna genomföra inom fem år.