脊髓刺激器医疗设备

对于那些遭受创伤性脊髓损伤而瘫痪的患者来说，很少有令人鼓舞的消息。然而，在瑞士洛桑的一个研究实验室里正在进行的早期临床试验（药品和器械上市前需要进行人体试验，以证实其安全和有效），却带来了令人瞩目的突破。

格雷戈尔·科尔蒂纳 和 约瑟芬·布洛克

植入颅骨装置

玛尔塔

这位39岁的女性在6年半前脊髓完全断裂，她的腰部以下失去了知觉，无法坐姿保持平衡，医生告诉她永远不能再走路了。

2018年的玛尔塔还是一位新手妈妈，在德国的一家科技公司工作。当时她正在和丈夫一起为铁人三项比赛进行训练，身体状况达到了人生最佳状态。然而，在比赛的自行车项目中，她遭遇了毁灭性的事故。

"我被发现在一棵树附近，"玛尔塔回忆道，"我的后背撞到了树上...我的脊椎基本上从两个维度断裂了。"

她的脊髓损伤极其严重，医生说没有任何神经连接到她的下半身。她还断了八根肋骨，肺部被刺穿，内出血严重。经过7-8小时的紧急手术后，当她醒来全身插满管子无法说话时，她给妈妈写了一张纸条："我很坚强。"

传统方案对于脊髓损伤患者的治疗选择极其有限。"之前的很多年，你只能做一点物理治疗，坐上轮椅，然后回家，就这样了···" 布洛克博士解释道。

科尔蒂纳和布洛克博士自2012年以来一直站在探索治疗选择的研究前沿。他们在日内瓦湖附近的实验室是瑞士联邦理工学院（瑞士的MIT）和洛桑大学医院之间的合作项目。

到目前为止，他们已经为8名瘫痪患者植入了可以刺激脊髓的装置，使他们能够站立、使用助行器行走、举重···有些患者甚至能爬楼梯。

这依赖于一项最新突破的技术——"数字桥梁"，它通过传感器和人工智能，用无线的方式将患者的大脑和脊髓刺激器连接起来。

正常人走路时，信号会通过脊髓传递到腿部，但因为脊髓损伤、信号中断，所以需要在患者的大脑和控制腿部运动的脊髓区域之间建立数字连接达到信号传递的作用。

布洛克博士在患者颅骨中植入一个小型钛装置，直接位于运动皮层上方（大脑中负责控制运动的区域）

装置包含64个电极，当病人想要移动肢体时，这些电极就会记录不同身体部位对应的大脑神经元群体活动

人工智能会将大脑记录转换为植入脊髓的刺激装置的指令

该脊髓装置通过发送电脉冲，激活腿部或手臂的肌肉整个过程仅需约半秒钟完成。

杰诺斯库姆

设备可以分辨走路和说话的时候大脑发出的不同信号，所以走路与交谈并不影响。

"对于一个无法控制自己动作的人来说，突然能够控制自己的动作...这在初期是非常惊喜的，因为他们已经瘫痪了多年，当他们意识到了是他们自己的大脑发出了命令让肢体运动，而不是医生按了某个按钮，他们都难以相信这个事情居然是真的！"  科尔蒂纳说。

去年9月，玛尔塔接受了数字桥梁植入手术，她需要和工程师、物理治疗师合作来测试移动她的腿需要多少电刺激（电刺激使腿移动）。

每次她都要以完全相同的方式思考如何控制肢体移动，这样才能训练AI识别她的想法。

玛尔塔的虚拟形象

玛尔塔需要先佩戴一顶特殊的帽子，然后大脑重新思考如何走路，用屏幕中的虚拟形象练习控制左右腿；

每一个动作，都需要她用脑重新学习、反复思考，以便于在虚拟环境经过多次训练数据的反馈优化算法，直到准确识别大脑信号：髋部收缩、膝盖抬起、脚踝动作；这是一个患者和AI系统共同学习、相互适应的过程，最终实现精准的"思维-动作"转换。

仅仅经过两天的数字桥梁训练后，玛尔塔就能在支撑带协助下（支撑约一半体重）迈出第一步。

"我感觉我获得了超能力...这是我以前没有的力量，现在有了这些植入物...我成了真正的钢铁侠。"

2024年的3月，玛尔塔还不能自己走路，但他说他已经开始恢复那些失去了的东西。

对玛尔塔而言，这项技术不仅仅是恢复行走能力："它让我重新获得了我的人生...重新站起来，可以与人平视对话...一切都不同了。"

阿诺·罗伯（Arno Rober）是一位瑞士记者， 他曾花了几十年的时间游历世界各地，但是三年前在冰上滑倒后，他从颈部以下瘫痪。后来，通过物理治疗，他的右臂慢慢恢复了一些功能，他想看看数字桥梁的技术能都帮助他的左臂恢复功能。

阿诺·罗伯

训练打开和握住手要比训练行走更复杂，因为需要单独控制很多手上不同的小肌肉，非常微妙。经过8个月的手术和训练后，他能够用左手握住杯子并打字、移动手指和手臂。

"能够移动我的手指...这是我以前做不到的，当然移动手臂也是我以前做不到的。"

更令人惊讶的是，阿诺和杰诺斯库姆在长期使用数字桥梁后，即使在系统关闭时，他们控制瘫痪肢体的能力也有所改善。

起初，研究团队也无法理解原因，后来研究团队进行了动物研究了解了这一现象：

"我们完全没有想到...这种训练居然可以促进新神经连接的生长。所以，新的神经开始生长，并且它们生长在一种独特的神经元上，这种神经元具有修复中枢神经系统的能力。"

“脊髓损伤的越轻微，神经再生效果越好，如果脊髓完全性损伤，那就很难再生，但确实再生现象是存在的”

“数字桥梁”技术的效果到底如何，仍需要在更多患者身上进行研究。

研究团队希望在未来2-3年内在美国启动临床试验。FDA已将其指定为突破性设备，并优先进行审查。

科尔蒂纳和布洛克共同创立了一家名为Onward Medical的公司，致力于将这项技术从实验室推向市场，使其能够更快、体积更小的被更广泛的患者使用。

玛尔塔对这项技术的看法比较现实："它并没有像人们想象的那样立刻改变了我的日常生活...'哦，她又恢复了她以前的样子。'只要它能让我感觉良好，让我能够站起来拥抱我的丈夫、我爱的人，这就已经足够了。"

当被问及未来希望恢复到何种程度时，玛尔塔说："我希望站起来，可以和家人一起跳舞，这并不是大多数人所希望的公园漫步，但对我来说，这是最让我快乐的事。"

又经过6个月的努力，就在玛尔塔准备回家之前，她做到了多年前医生告诉她永远不可能做到的事情——曾经下半身瘫痪的她走了几步，没有支撑带，只有助行器和她钢铁般的意志。

这项突破性的研究不仅展示了现代医学技术在AI加持下的巨大潜力，更重要的是它为全世界数百万脊髓损伤的患者带来了希望。玛尔塔从半身瘫痪重新站立的那一刻，我们看到的不仅是科技的奇迹，更是未来医学造福患者的无限可能。

虽然这项技术还在早期阶段，但它已经改变了人们对"不可能"的定义。

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