接口|脑机接口技术使截瘫牧羊女卧床6年后重拾行走能力近期

近期，卧床多年的患者小韩又能走路了！通过参与宣武医院“重拾行走计划” ，经过半年系统的脑机接口康复训练，她终于能在使用助行器的情况下独自行走了。
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患者小韩曾卧床多年。图片来源：首都医科大学宣武医院。
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脑机接口训练后，小韩能够在穿戴支具、使用助行器的情况下独自行走。图片来源：首都医科大学宣武医院。
患者小韩6年前在山上牧羊时，不慎跌入一个9米深的洞，导致“完全性脊髓损伤” ，下肢完全没有运动和知觉，生活不能自理，一度对生活失去信心。虽然在基层医院进行了传统康复训练，但是仍然不能主动运动双腿，站立也需要在帮助下才能勉强完成。期间，她偶然参与了宣武医院“重拾行走计划” ，通过半年系统的脑机接口康复训练，目前已经能够在穿戴支具、使用助行器的情况下独自行走。
【接口|脑机接口技术使截瘫牧羊女卧床6年后重拾行走能力】新认识：严重的神经损伤后还有行走可能
人类大脑可以产生运动意向，以电信号形式输出给肢体，也可以接收来自躯体的感觉信息的输入。大脑的活动如打球、计算、聊天等过程都高度依赖输入和输出的交互，一旦信息的传导功能受损，指令的下行输出和感觉信息的上行输入中断，将造成严重的功能缺失，极大地影响生活质量。但是，神经损伤发生的层面不同，预后也不尽相同。如果损伤发生于大脑皮层，缺失的功能可以通过“康复训练”引导的“大脑功能重组”进行修复。但是，小韩的损伤发生在脊髓层面，而且是脊髓损伤中最严重的“完全性脊髓损伤” 。
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图为首都医科大学宣武医院院长赵国光团队正在为患者进行康复训练。图片来源：首都医科大学宣武医院。
“完全性脊髓损伤在神经外科临床中很常见。 ” 首都医科大学宣武医院院长赵国光说， “因为脊髓严重损伤，这些患者的大脑完全接收不到损伤平面以下的感觉输入，同时运动指令也无法发给肌肉。这种损伤通过传统的外科手段或康复医学手段都无法有效地进行损伤平面以下的功能恢复。 ”所以，在小韩的前期的治疗中，一般的治疗方法更着重于“使用功能完好部分进行主动代偿” ，忽视损伤平面下的“主动康复训练” 。
但近年来，神经科学的发展对“完全性脊髓损伤”有了新的认识。所谓“完全性脊髓损伤”可能并非脊髓物理上完全断开，其中仍有部分神经纤维可能存在“藕断丝连” 。那么，如何让这些“残存的神经纤维”再次发挥功能呢？
据宣武医院的“重拾行走计划”有关负责人介绍，这一计划就是在进行完全性脊髓损伤患者的临床探索。该项目为跨学科、多专业合作的项目，在神经外科、神经内科、神经电生理、神经康复、神经影像、生物医学工程、计算机、认知科学等学科的通力合作下，分别解决神经修复理论、神经电生理评估、脑机接口设备搭建与运行、信号解析与反馈等各个环节的问题，设计了成套的评估体系。
“黑科技”：临床脑机接口技术显著提高康复效果
“脑机接口技术是大脑与外部设备之间创建的直接连接。我们通过脑机接口技术，可以提取大脑神经电活动信号，与外部设备建立信息反馈和交互。以此为基础的脑机接口康复训练体系，也正是重拾行走计划的核心。 ” 赵国光说。
脑机接口康复训练可以调动大脑感觉和运动等脑区协同工作。科学地给皮层和肢体施加运动和感觉任务，可刺激中枢和效应器产生电信号，并通过脑机接口在大脑和肢体之间建立人工的辅助传导通路，使得两者之间阻断的信息交流能够延续，这样可以激活脊髓残存的神经纤维，激发出其“残存的潜在能力” ，在功能上发挥代偿作用，部分恢复脊髓对运动和感觉信息的传导功能。脑机接口康复训练还可以促进受损脑网络的完善、促进白质部分恢复，与机器人辅助技术、天轨减重步行训练、传统运动疗法等康复治疗技术互相配合，可以显著提高康复效果和进度。
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