转自:上观新闻
今天(3月4日)是截瘫患者小林接受脑脊接口手术的第55天。他第一次以新生般的喜悦度过了春节,因为原本下肢无法活动、依靠轮椅生活的他重新走起来了。上周在术后49天的回访中,他惊喜地发现,自己抬腿所需的电刺激相比出院时更小了,行走时步更长,步高也明显进步了。
这一全球首创的微创脑脊接口成果,正出自复旦大学类脑智能科学与技术研究院脑脊接口实验室加福民团队。
就在今天(3月4日),复旦微创脑脊接口第4个病例,已在术后不到24小时顺利开机。
【有何技术创新?】
“脑脊接口是用大脑信号控制患者自己的脊髓神经。”加福民告诉解放日报记者。
脊髓是连接大脑与外周神经的关键通路,脊髓一旦损伤,大脑运动指令无法到达脊髓,可能面临终身瘫痪,而之前大家一直认为神经损伤不可修复。脑脊接口通过重建大脑和脊髓的神经通路,有望使瘫痪患者恢复自主行走能力。
加福民在介绍微创脑脊接口成果。黄海华 摄加福民介绍,他们全球首创了微创脑脊接口技术,使用1毫米直径电极芯片替代了片状电极,创伤大大减小,更具安全性。
“正常人对外界刺激的反应时间为200毫秒左右,之前国外脑脊接口团队在人体试验中最快时间为1秒左右,我们在体外实验中已达到百毫秒量级,但在真实人体环境中会有所延迟,接下来我们的目标是与正常人的反应速度相同。”加福民说,脑脊接口最大的难点在于对脑电意图的解码需要实时,如果走路看到红灯过了两秒才停下,会给患者带来很大危害。他们研发的这一突破性低延时解码算法,加上高准确率,可以对患者的运动意图快速解码,基本符合临床应用要求。
以往的脑脊接口至少有3个电极芯片,加福民团队首创了“三合一”脑脊接口系统硬件模块,将脑电采集与脊髓刺激设备整合为一台微型设备,仅4小时即可植入颅内,降低了手术风险,提高了系统稳定性。此外,利用自主研发的脑电解码算法,可实现高速响应体内在线解码。
【忍不住半夜分享这一消息】
“小林术后第一天,躺在床上抬腿那一下,我一直悬着的心总算落下来了。我特别激动,忍不住半夜和大家分享这一消息。”加福民难掩激动之情地说,这意味着第一次实现了微创脑脊打通,这是最关键的一个科研假设,术后24小时就得到了验证。
和他一样激动的,还有复旦大学附属中山医院神经内科团队,首批3例患者都是在中山医院做的植入手术。在神经内科主任丁晶看来,第1例患者的康复进展是以天为单位不断刷新。
加福民(左三)与中山医院团队研讨
“第14天,我们看着他抬脚跨过障碍物,这证明从脑控到自主掌控下肢的切换速度非常快。说起来,这就像今天的天气一样,上午还是阴雨天,中午阳光就照进来了。”丁晶感慨地说。
第2例患者小赵的下肢肌肉萎缩得很厉害,临床团队有些担心,他能顺利抬腿吗?“加老师当时说了一句话,我到现在都记忆犹新,他说‘相信我’。”丁晶介绍,后来小赵也如愿站了起来,当时他只说了一句话,我想让妈妈看看我站起来的样子。
第3例患者小温,需植入电极的位置正好靠近之前骨折后打钉子的地方,这是一个很大的挑战。经与加福民研发团队反复讨论,决定还是尝试一下。“没想到,术后1小时就可在脑控下抬腿了。”
“加老师团队全球首创的微创脑脊接口新技术,如何用在一个常规手术的常规器械上,是这一技术值得关注的地方。”复旦大学附属华山医院神经外科副主任陈亮,带来了3月3日刚做完手术的第4例患者最新消息——顺利开机实现脑脊打通。
最让陈亮触动的是,尽管全球尚无产品获批用于重建截瘫患者步态,加福民团队这一科研成果也还处于临床试验中,但征集患者的“广告”发出没多久,他的手机就爆了,“我切切实实地感受到了瘫痪患者内心的迫切”。
【会很快大规模临床试验吗?】
患者不易。小林的积极性很高,每天要训练将近7小时。
研发团队亦不易。患者训练7小时,他们则要为此工作14个小时。
但他们“累并兴奋着”。
首例患者小林在进行康复训练
小林春节后回中山医院随访时,研发团队为采集更多数据想让他脱鞋走一走,小林有些不好意思,原来大多数脊髓损伤患者一般下肢不出汗,时隔2年他的脚又大量出汗了。
“前3例患者都不同程度地出汗,这说明神经功能可能得到了部分重塑。”加福民兴奋地说,这对于患者而言,应该是幸福的烦恼。
同样让加福民之前不敢想象的还有——关掉脑电时,前2例患者依然可以在微弱刺激下迈步。
在他看来,脑控是基础,运动训练必须借助脑控,但神经重塑是一个长期过程,接下来脑控到一定程度时,他们会尝试关掉脑电解码,观察患者是否可以自主控制。
据悉,下一阶段,当患者走得更稳健后,研发团队会适当增加“边走边计算”任务。
接下来,会很快大规模临床试验吗?“我们的科学构想得到了验证,理论上可以复制推广,但我更希望‘闭关’一段时间,优化和迭代下一个版本。”加福民说,全球有约2000万脊髓损伤患者,研发团队会开源一些信息,包括最关键的神经根技术数据,“今天是我非常幸福的时刻。让瘫痪的人重新行走是我最大的梦想,在此呼吁更多力量一起参与技术加速迭代。”
原标题:截瘫患者走起来了!复旦全球首创的微创脑脊接口“新”在哪?
题图来源:首例患者小林在进行康复训练 图片来源:除署名外,其他由李玲摄影
来源:作者:解放日报 黄海华