我国复旦团队脑脊接口获突破,预计年底开展首
复旦大学今日发文,复旦类脑智能科学与技术研究院加福民青年老师团队,研发新一代用于脊髓损伤患者的植入式脑脊接口设备,由于神经损伤的不可逆性,目前针对脊髓损伤患者的治疗手段效果有限。直至近年,有研究证实脊髓硬膜外电刺激可以重新激活神经肌肉活动,显著促进脊髓损伤后的运动康复 ——2023 年,瑞士洛桑联邦理工学院 Grégoire Courtine 博士团队开展了脑脊接口研究,尽管瑞士团队初步验证脑脊接口实现脊髓损伤患者功能恢复的可能,但在脑电运动解码、脊髓神经根个体化重建、系统集成与临床应用等方面还存在许多不足。针对这些问题,加福民团队
▲脊髓神经根影像重建 3D 模型
如何精准刺激脊髓神经根,对下肢相应肌群进行交替激活,从而重建行走步态,是第一个核心挑战。对此问题,加福民团队使用张江影像中心的 3T 磁共振成像设备,创新设计了包含多种扫描序列的成像方案,并基于人工标签构建自动化重建算法模型,从而精确捕捉腰骶段脊髓神经根结构特征。此外,理想的行走过程需要根据下肢姿态的运动结果对脊髓时空刺激参数进行实时优化调整,这就要求对步态进行实时监测。
▲步态轨迹多模态实时监测
现有脑脊接口解决方案采用多设备植入模式,需要分别在大脑左右侧运动皮层植入两台脑电采集设备、在脊髓植入一台脊髓刺激设备。加福民团队提出“三合一”的系统设计方案,四年间,团队同步开展基础研究、软件开发、算法迭代、实验验证等工作,下一阶段,