牛过quot奇异博士quot脊髓

《奇异博士》里，“卷福”扮演的奇异博士是一名顶尖的神经外科医生，他曾拒绝了一名高位截瘫病人的求医，因为“不可能恢复”。当他自己手部受伤无法再做手术，看到这个被他判了“死刑”的病人竟行走如常时大感震惊，这才启发他去拜访传说中的至尊法师寻找神奇力量。

截瘫的人能重新行走吗？连漫画世界里奇异博士这样的顶级高手都无能为力。然而，在11月9日，一项在线发表在《自然》杂志上的研究成果却使得这一愿景成为可能：科学家们开发出了一种无线的大脑与脊髓“接口”，从脑信号中分析运动意向，并将这一电信号绕过脊髓损伤的部位送达肌肉群，让一只瘫痪的猴子腿部有意识地行走。

这一神奇的技术究竟是怎么做到的，背后蕴含着哪些科学道理？更重要的，离应用在人类身上有多远？

指导专家：

陆永建广州医院神经外科首席教授

神经信号传导牵线搭桥

“脑—脊髓接口”的实验对象是两只脊椎中段受伤导致右后腿无法动弹的残疾恒河猴。这些科学家们将如何让它们重新行走？

第一步是要从大脑中把运动信号提取出来。为了获取猴子大脑中的神经信号，他们在猴脑运动皮层当中插入了约药丸大小的个电极阵列，用于探测猴脑运动皮层的活动，观察此块脑区中的所有信号。

但只是有信号还远远不够，还得明白这些信号与特定肌肉运动之间是什么关系。为此，研究者们用上了动作捕捉技术，将猴子的运动与脑部的电信号一一对应起来。

紧接着，脊髓神经元活动和特定肌肉运动之间的关系也按照同样的办法描绘起来。至此，两级神经元的信号与运动的关系就理清楚了。之后，这些被记录下来的所有神经元信息被输入计算机。有了这一神经信号与“图谱”，就可以对照来分析灵长类动物的运动意图了。

研究团队中的一个团队开发出了一种无线神经传感器，可以将脑部电极阵列收集的信号无线地发送到电脑上并进行解码，再无线地将它们发送到一种电脊髓刺激器，而这种电脊髓刺激器将植入到损伤部位下方的腰椎中。

为了验证这一套对脑信号的解码装置是否精准，研究人员事先将这种脑传感器和无线传送器植入到健康的恒河猴体内进行试验，证实了它们能够准确地预测大脑与腿部肌肉伸展弯曲之间的关联。

最后，研究者们在瘫痪猴子的腰椎脊髓内植入这种电刺激装置，这一装置能够刺激脊髓中控制右后腿运动的神经元，以产生意向中的腿部屈伸动作。

一切就绪，开关开启。猴脑中的电极阵列迅速记录下猴子脑部的神经信号，并将其无线传输到附近的电脑中，电脑分析出猴子的运动意图后，再把信号发送给末端脊髓内的电刺激装置，给予脊髓特定的刺激，来让下肢做出正确的动作。

实验结果令人欣慰：当刺激装置被关闭时，猴子的右后腿完全不能动弹，但是一旦开启刺激装置，猴子的右后腿可以活动并走动了！

科学家观测到，在受伤六天后猴子就能借助这一系统，勉强让残腿行走。虽然还有些踉跄，但利用这套系统，配上一定的训练可以让猴子大致恢复运动功能。

“脑脊接口”技术将给截瘫人群带来新的希望

“有生以来第一次，我能想象完全瘫痪的病人，通过脑脊接口服从大脑的指令。”研究人员之一、瑞士医院的JocelyneBloch对此项技术未来在人类身上的应用充满了期待。

与这项实验中的恒河猴类似，虽截瘫患者身上绝大多数的神经和肌肉都是完好的，只是脊髓受创使得来自脑部的神经信号无法送达肌肉，但全世界的科学家们目前都对截瘫几乎束手无策，无数的截瘫患者只能极为痛苦地度过余生，给家庭和社会都造成了不小的负担。

广州医院神经外科首席教授陆永建介绍，在中国有着数百万的截瘫患者，外伤、肿瘤、脊髓感染等原因都可能造成病人的双下肢瘫痪。其中，交通事故等外伤造成的严重脊髓损伤致残占很大比重。

此前，科学家们绞尽脑汁让损伤的脊髓重新“活过来”，尝试了神经干细胞、神经生长因子等多种方法，最终都收效不佳。陆永建说，一旦脊髓严重损伤，再生就很困难了，而再生后的神经纤维往下生长近1米的长度重新连通起来更是难上加难。

“就目前的医疗研究成果而言，脊髓再生几乎不可能达到。”他举例说，著名的体操运动员桑兰颈椎骨折，胸部以下高位截瘫，“很多人都研究过如何能够让她重新站起来，但都没有成功”。

也正是因为此，这项研究才获得了如此多的