脊髓损伤的脑部训练

瘫痪

莫里茨及其同事对猴子进行了测试。首先，猴子学会了玩简单的电子游戏，其中包括弯曲和伸展腕部肌肉。猴子们掌握游戏所需要的所有奖励都是苹果酱。

然后，研究人员用一种神经阻滞药暂时使猴子的腕部肌肉瘫痪。科学家还在猴子的大脑中植入了电极，以记录某些脑细胞的活动。

这些电极被连接到连接到计算机的电线，然后连接到猴子的腕部肌肉-基本上，是将脑细胞与腕部肌肉直接连接的一种连接方式，绕过了暂时的神经阻塞。

有了齿轮，手腕神经受阻后，猴子们仍然试图玩电子游戏，但仍然受到苹果酱的刺激。他们设法做到了。

“我们发现，值得注意的是，我们在大脑中测试的几乎每个神经元都可以用来控制这种刺激。我们还发现，猴子可以非常迅速地学习以控制新近分离出的神经元，从而刺激其肌肉，即使使用通常不控制腕部肌肉运动的脑细胞，猴子也可以。

Field-Fote指出，其他研究也使用了类似的方法来控制机器人设备，但没有控制肌肉本身。尽管如此，她仍然看到挑战。

这些挑战之一是使肌肉工作到足以完成任务的程度，例如，拿起一个罐子而不将其压碎。Field-Fote说：“仅仅控制肌肉还不足以使我们对肌肉进行精确控制，从而能够操纵太空中的物体。”她说，在这方面步行实际上可能更容易，因为步行更多地依赖大肌肉，而不是小肌肉在几个方向上运动。

另一个障碍是，从外部接通肌肉首先会激活最大的肌肉，而这些肌肉的疲劳速度要比较小的肌肉快。Field-Fote说，这就是为什么肌肉电刺激尚未在脊髓损伤患者中广泛使用的原因之一。

克服这一问题的一种方法可能是在患者的脊髓损伤下方刺激脊髓。这样，脊髓将信号传输到肌肉，并且由于没有从外部对肌肉进行刺激，因此它们以从最小到最大的正确顺序打开。

那是莫里茨和同事已经为自己设定的任务之一。“那很好，” Field-Fote说。“听起来好像他们在吠叫正确的树。”

其他挑战包括开发一种可以安全植入皮肤下的系统，提高电极在较长时间内记录脑细胞活动的能力，以及创建可以利用足够的脑细胞的系统，这样如果一个人弯腰，患者可以仍然动。从事这项研究的华盛顿大学教授埃伯哈德·费兹（Eberhard Fetz）博士指出，开发无线系统可以降低感染风险。

莫里茨（Moritz）预测，研究人员将首先针对只会影响身体某个部位的瘫痪症-例如，教导大脑使用手部肌肉来拿起咖啡杯或牙刷。

“如果我们想对未来进行疯狂的推测，并且想要恢复四肢瘫痪患者的身体各部分的运动，而四肢瘫痪的患者的胳膊和腿都瘫痪了，我们将需要更多的神经元来恢复所有这些运动，”莫里茨说。