211service.com
Hjernekontrol af lammet lem lader aben gå igen
Et skematisk billede af, hvordan schweiziske videnskabsmænd etablerede en trådløs forbindelse mellem hjernen på en lammet abe og dens rygmarv, så den kunne gå.
I et skridt mod en elektronisk behandling for lammelse, siger schweiziske forskere, at to delvist lammede aber har været i stand til at gå under kontrol af et hjerneimplantat.
Undersøgelserne, der blev udført på École Polytechnique Fédérale i Lausanne, Schweiz, skabte med succes en trådløs bro mellem abernes hjerner og baglemmer, som gjorde det muligt for dem at bevæge sig frem ad et løbebånd med en foreløbig gang.
Forskningen, offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur , samler flere teknologier: et hjerneimplantat, der fornemmer et dyrs hensigt om at gå, elektroder fastgjort til den nedre rygmarv, der kan stimulere gangmusklerne, og en trådløs forbindelse mellem de to.
Det er fantastisk at vise, at man kan koble dem sammen, siger Chad knap , leder af Center for Bioelektronisk Medicin ved Feinstein Institute for Medical Research i New York. Bouton arbejdede for nylig med en menneskelig frivillig, der brugte hjernesignaler til at kontrollere sin lammede hånd ved hjælp af en ærme med elektroder, og andre har vist, at patienter kan få hjernekontrol over robotter .
Den nye forskning ser ud til at være første gang, trådløs hjernekontrol blev etableret for at genoprette gang i et dyr. Det er en del af en kampagne fra videnskabsmænd for at udvikle systemer, der er fuldt implanterbare og usynlige, og som kan genoprette viljebevægelser til lammede mennesker, siger Bouton.
Forsøgene er udført af et internationalt hold ledet af Gregoire Courtine , en neurovidenskabsmand, der har specialiseret sig i epidural elektrisk stimulation, eller zapping af den nedre rygmarv som en måde at fremprovokere skridtbevægelser.
I modsætning til armbevægelser er gang en automatiseret bevægelse koordineret af rygmarven på en delvis uafhængig måde. Courtines gruppe viste tidligere, at de kunne få en lam rotte til at gå ved at stimulere dens rygsøjle. Men i det tilfælde var forskerne som dukkeførere, der kontrollerede dyrets bagben.
I deres rapport beskriver forskerne, hvordan de tog det næste skridt: få et dyrs hjerne til at styre gang.
To rhesusaber fik skader på den ene side af rygmarven, som midlertidigt efterlod det ene ben lammet. Courtines team implanterede derefter kirurgisk ind i deres hjerner et array af elektroder på størrelse med tommelfingeren, der var i stand til at registrere den elektriske aktivitet af neuroner i et område af hjernen, der styrer benbevægelser.
Ved hjælp af en trådløs sender udviklet på Brown University, og som fæstnes til kraniet, blev disse hjernesignaler videregivet til en speciel jakke, som aberne bar. Hvis aben tænkte på at gå, udløste den en forudprogrammeret sekvens af elektriske stimuli til den nedre rygmarv.
Uden hjælp fra systemet hoppede en abe langs et løbebånd med det sårede ben dinglende. Når først systemet blev tændt, begyndte aben dog at løfte og sænke benet og lægge vægt på det.
Courtine er grundlægger af et EPFL-spin-off-selskab, G-terapi , som har rejst omkring 40 millioner dollars og udvikler rygmarvsstimuleringsteknologien, selvom den endnu ikke kombineres med hjerneimplantater.
Sammen med Jocelyne Bloch, en neurokirurg ved Lausanne Universitetshospital og virksomhedens medstifter, tester den spinal stimulation hos otte frivillige som en del af et rehabiliteringsprogram. Courtine siger, at et af de næste skridt ville være at forsøge at give patienter direkte hjernekontrol over sådanne systemer et eksperiment, han håber at udføre inden for fem år.