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最近看到一則震驚的消息， 5月25日晚，徐州90后女醫學研究生琪琪在網紅蹦床館玩“人體炸彈”時，頭部朝下猛地摔進了海洋球池內，當場動彈不得。工作人員立即撥打了120，醫生的診斷結果是“完全性截癱”。小編鄭重提醒大家：任何運動類項目，都應該注意安全，避免給自己或者旁人帶來意外傷害。

就目前醫學水平而言，除在脊髓損傷的急性期采用手術治療外，對本病癥尚無理想的治療方法。但是科學家們一直在探索新的康復方式去幫助截癱患者重新站立。這讓小編想到16年在《SCIENTIFIC REPORTS》刊登的《基于腦機接口的步態長期訓練對輔助截癱患者部分神經功能恢復的影響》文章，介紹了腦機接口（BMIs）在截癱康復中提供了一種新的輔助策略，目的是希望恢復嚴重癱瘓患者的活動性。試驗里，讓8例慢性（7例完全性損傷，1例不完全性損傷，3-13年）脊髓損傷（SCI）截癱患者接受長期訓練（12個月），并結合了強烈的沉浸式虛擬現實訓練提供觸覺反饋，佩戴兩個腦電波 (EEG)控制的外骨骼機器人驅動器行走。

經過12個月的訓練，8名患者在軀體感覺（疼痛定位、精細/粗糙觸摸和本體感覺）方面都有神經性改善。根據肌電圖的測量，患者在SCI水平以下的關鍵肌肉中也恢復了自主運動控制，從而顯著改善了他們的步行指數。還有50%的患者升級為不完全截癱分類。作者假設這種前所未有的神經恢復是因為長期使用BMI激活了皮質層和脊髓的可塑性。但是作者也強調，沒有研究表明長期的BMI訓練可以誘導任何類型的臨床康復。

18年Nature子刊《Nature Medicine》上也發表了一篇類似的研究，重點講了他們是如何讓一名癱了3年的脊髓損傷患者重新站立并恢復行走功能的，并稱這可能是首例“物理治療+脊髓刺激”恢復下肢運動功能的幸運兒。

項目中的男子29歲，三年前車禍導致脊髓損傷，康復評估顯示第六胸椎以下完全性癱瘓。梅奧診所的神經外科團隊將刺激電極植入他硬膜外腔受傷區域下方的特定位置，以刺激脊髓，使神經元能夠接收站立或步行的信號。在植入電極的4周后，患者需要在訓練員以及減重設備幫助下在跑步機上行走；而在持續硬膜外電刺激43周后，患者已經不需要訓練員和減重設備，僅靠手扶支撐桿就能在跑步機上行走。

硬膜外電刺激治療4周VS治療43周跑步機行走效果圖

在治療16周后，患者需要助行架以及訓練員協助其膝蓋和臀部發力進行下地行走。到了43周，該患者僅需要訓練員給予輔助減重支持就能使用助行架行走。

硬膜外電刺激治療 4周VS治療43周平地行走效果圖

到訓練的最后，患者幾乎不需要任何訓練員的幫助，就能夠在跑步機上獨自站立或行走，只需要助行架和訓練員偶爾的幫助。可見在這個項目中，患者取得的進步是非常令人驚喜的。

硬膜外電刺激治療43周行走效果圖

踏步速度從第25周提高到第42周的回歸分析

今年，醫學界又有一則令人激動消息傳出，Battelle 研究所工作人員對外宣布，他們首次利用腦機接口（BCI）技術幫助一名高位截癱的男子恢復了手部觸覺。該男子名叫Burkhart，10年前因為水下事故導致脊髓斷裂。不僅無法走路，手臂的活動范圍也僅限于肩膀和二頭肌，幾乎完全失去了觸覺。但他沒有對人生放棄希望，一直積極康復。

2014年，他參與了該機構NeuroLife項目，在大腦的運動皮層上安裝了一個腦機接口。首次在腦機接口上成功實時分離了人體神經的運動和觸覺信號，并將這些信號同時用于神經反饋和義肢操控，在右手上實現了運動和觸覺的同時恢復。提高了腦機接口的工作效率，即使不用一直看自己的右手，通過精確的控制義肢，Burkhart可以同時用右手控制多個物體。

該研究團隊發現，完全脊柱損傷（受傷部位以下運動和感覺功能完全喪失）的大腦皮層上的一些體感神經纖維仍然是完好的。當研究人員對Burkhart的右臂的不同部位（對應脊柱的高度高于或者低于損傷發生的位置）施加刺激時，這些體感神經纖維仍可以感知到殘存的信號。經過198次測試，信號分離實現完美控制的成功率為100%。在此之前，從未有有過哪種治療方式可以高效恢復四肢癱患者的運動能力和觸覺，這項重磅研究于近日正式刊登在世界頂級權威學術期刊《細胞》上，同時引起了業內的一陣轟動。

脊髓作為中樞神經和外周神經的橋梁，無論是這幾年大熱的腦機接口聯合外骨骼機器人或減重步行機進行步行訓練，還是植入硬膜外電刺激，試驗結果表明，在一定程度上都能改善患者的感覺功能或者是運動功能。包括脊髓完全性損傷的患者也能在特殊情況下，通過強化訓練和電刺激恢復行走、站立和軀干的活動能力。還記得2014年巴西世界杯開幕式上那精彩一幕嗎？癱瘓的青年利亞諾·平托應用腦機雙向接口系統，經過虛擬行走、踢球的訓練后，學會了通過外骨骼控制運動。穿著龐大的外骨骼踢出了當年世界杯的第一球。

為什么科學家們執著于使用外骨骼去結合最新的腦電技術或其他電刺激信號呢？因為外骨骼誕生之初的目的是為截癱患者進功能代償使用，按照設定的步態軌跡，使人體與外骨骼之間的相互作用力形成安全有效的步行訓練。除此之外，通過腦-機接口轉換獲取特征信號指令，實現對外骨骼各或功能性電刺激連續、多維度的有效精確控制，于訓練過程中實時反饋給患者，激活其大腦神經可塑性，提高患者運動再學習能力。

程天科技的悠行機器人是一款為下肢運動功能障礙人群提供康復訓練的智能設備，適用于中樞神經損傷導致的偏癱、截癱人群，設備采用領先于行業內的“意圖觸發”技術，通過數個精密的傳感器檢測患者的行走意圖，無需手杖控制即可邁出每一步。將主動權交予患者，主被動相結合的模式能夠增加訓練的積極性?；谥袠猩窠浀目伤苄栽?，提供步行、上下樓梯、平衡訓練等多種功能訓練。讓脊髓損傷患者從終日端坐的輪椅，找回了曾經“腳踏實地”的感覺。

（悠行下肢外骨骼機器人）

在以前，一旦被診斷為“完全性截癱”，就是對患者判了人生的“死刑”；但現在，科研上每一次里程碑式的突破，都會給截癱患者帶來一份新的希望。新興科技可以改變世界，新聞里的那個女孩也許就能等來逆轉命運的機會。

參考文獻：

1. Ana R. C. Donati, Solaiman Shokur1,Edgard Morya, Debora S. F. Campos etal. Long-Term Training with a Brain-MachineInterface-Based Gait Protocol Induces Partial Neurological Recovery inParaplegic Patients . SCIENTIFIC REPORTS 2016 August 11. doi: 10.1038/srep30383.

2. Gill ML, Grahn PJ, Calvert JS, Linde MB, Lavrov IA, Strommen JA,Beck LA, Sayenko DG, Van Straaten MG, Drubach DI, Veith DD, Thoreson AR, LopezC, Gerasimenko YP, Edgerton etal. Neuromodulation of lumbosacral spinalnetworks enables independent stepping after completeparaplegia.Nat Med. 2018 Sep 24. doi: 10.1038/s41591-018-0175-7.

3. Patrick D.Ganzer, Samuel C.Colachis4th,Michael A.Schwemmer, David A.F riedenberg, Collin F.Dunlap, Carly E.Swiftney,Adam F.Jacobowitz., Doug J.Weber, Marcia A.Bockbrader, Gaurav Sharma. Restoringthe Sense of Touch Using a Sensorimotor Demultiplexing Neural Interface .Cell. 2020 April 16. Pages 763-773.