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BioBridge脑脊髓接口让截瘫患者重新行走:脊髓损伤治疗迎来里程碑突破

瑞士洛桑联邦理工学院研发的BioBridge脑脊脊髓接口系统成功帮助3名完全性脊髓损伤患者恢复独立行走能力,步态自然度达到正常人的72%。

BioBridge脑脊髓接口让截瘫患者重新行走:脊髓损伤治疗迎来里程碑突破

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)今日在《自然》杂志发表论文,报告其研发的BioBridge脑脊髓接口系统成功帮助3名完全性脊髓损伤(ASIA A级)患者恢复独立行走能力。这是全球首次通过脑机接口技术实现完全性截瘫患者的行走功能恢复。

BioBridge系统由两个植入式模块组成:一个128通道皮层电极阵列植入大脑运动皮层,负责解码运动意图;一个脊髓硬膜外刺激器植入损伤节段下方,负责将解码后的运动指令转化为精确的电刺激序列,激活下肢运动神经元。

EPFL神经工程教授Grégoire Courtine是该项目的首席研究员。他在论文中详细描述了系统的工作原理:"BioBridge在大脑和脊髓之间建立了一条数字桥梁。当患者想象迈步时,大脑运动皮层的神经信号被皮层电极捕获,经AI解码器实时转换为脊髓刺激参数,精确激活对应的肌肉群。"

三名受试者均为因交通事故导致胸段脊髓完全断裂的患者,受伤时间在3至7年之间。经过6个月的康复训练,三名患者均恢复了在助行器辅助下的独立行走能力,其中两名患者甚至能够在无辅助情况下短距离行走。步态分析显示,患者的步态自然度达到正常人的72%,行走速度为正常人的45%。

从实验室到临床的跨越

该研究的共同作者、洛桑大学医院神经外科医生Jocelyne Bloch负责了所有植入手术。她表示:"手术本身并不复杂——我们使用的是微创技术,整个植入过程约4小时。真正的挑战在于术后的AI模型个性化训练。每个患者的大脑运动表征不同,解码器需要从患者自身的脑信号中学习运动意图。"

BioBridge的AI解码器基于一种名为「神经迁移学习」的技术——先从大量健康受试者的脑-脊髓信号对中训练一个基础模型,再用少量患者数据进行个性化微调。这使得每位患者的训练周期从最初的6个月缩短至2周。

竞争格局

BioBridge并非唯一致力于脊髓损伤治疗的脑机接口项目。此前,BrainGate联盟已在多名四肢瘫痪患者身上实现了机械臂控制,Onward Medical的脊髓刺激技术也在不完全性脊髓损伤患者中取得了进展。

但BioBridge的独特之处在于它实现了「自然行走」——患者不需要持续的外部设备支持,植入系统一旦激活,行走就像正常人一样自然。Onward Medical CEO Dave Marver对此评论道:"BioBridge的结果令人振奋。我们正在评估与EPFL合作的可能性,将我们的脊髓刺激技术与BioBridge的脑解码能力结合。"

伦理与可及性

然而,BioBridge也面临伦理和可及性方面的质疑。系统总成本估计在35万至50万美元之间,远超大多数患者的承受能力。世界卫生组织脊髓损伤项目负责人Alana Officer表示:"全球每年新增约50万脊髓损伤患者,其中90%生活在中低收入国家。如果这项技术只服务于少数富裕患者,它将加剧全球健康不平等。"

此外,脑植入物的长期安全性仍需验证。三名受试者的最长随访时间为18个月,尚未出现严重不良事件,但电极在脑组织中的长期生物相容性、感染风险和信号退化问题仍需在更大规模的临床试验中评估。

EPFL团队计划在2029年启动一项包含50名受试者的多中心II期临床试验,并已获得瑞士和法国监管机构的批准。Courtine教授表示:"我们的目标不是让少数人站起来,而是建立一套可规模化复制的脊髓损伤治疗方案。BioBridge只是一个开始。"