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利用電刺激技術治療癱瘓

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2018年11月20日

圖、利用電刺激技術治療癱瘓

洛桑聯邦理工學院及洛桑大學附設醫院刊登在Nature和Nature Neuroscience上的兩篇論文中,展現了如何利用了無線植入物使得長期癱瘓的病人能夠再次行走。這些長期癱瘓的病人多年前遭受頸部脊椎神經損傷,現在可以用拐杖或助步器來行走,只要利用結合腰部脊椎電子裝置刺激和及重量支撐療法的復健程序。
 
這個研究稱作STIMO (STImulation Movement Overground),在脊髓上植入一系列電極,這使我們可以刺激脊髓的特並區域,模仿大腦傳遞的訊號,針對腿部的個體肌肉群收縮以產生行走。患者的挑戰是學習如何協調他們的大腦與電刺激目標一起行走的意圖,這並不需要很長時間。大約只需一周的校準,所有三名研究參與者都能夠在體重支持下行走,並且在訓練後的五個月內,控制肌肉得到了極大的改善,人類神經系統對治療的反應比我們預期的更要好。所有參與的長期癱瘓病人,都能進展到用自我意識控制腿部肌肉。跟其他概念類似研究不同,即使在電子刺激裝置移除後,神經功能仍有一定的進步。
 
這些研究結果都基於動物模型的多年研究,以至於已對其機制的深刻瞭解,才能模擬大腦如何自然的刺激脊髓,在本研究中,所有患者都可以在一周內使用體重輔助系統行走。正確的電刺激時間和位置非常重要,正是這種時空巧合讓新的神經可以連接生長,這種電刺激的精確度必須和瑞士手錶一樣準確。
 
在康復訓練期間,三名參與者在有電刺激和智慧體重輔助系統的幫助下,能夠在不用手持拐杖走超過一公里的距離。這些更遠、更高強度的訓練對於神經系統重新組織神經纖維的能力非常重要,即使在失去電刺激後也能改善運動功能。研究團隊創辦的新創公司GTX medical將利用這些研究結果開發出量身訂做的神經科技,將這種復健模式轉變為各地醫院和診所的治療方案。(676字;圖1)


參考資料:
Breakthrough neurotechnology for treating paralysis. EPFL,2018/11/1
Targeted neurotechnology restores walking in humans with spinal cord injury. 2018/10/31


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