新研发的纳米级脊柱植入物有助于恢复瘫痪肢体的活动能力

新研发的纳米级脊柱植入物有助于恢复瘫痪肢体的活动能力脊柱刺激器是一种可以通过手术植入患者脊柱的装置，可以绕过受伤部位，恢复一定的活动能力。遗憾的是，这些设备通常体积庞大，需要进行手术，而且存在精度问题。在这项新的研究中，约翰霍普金斯大学的研究小组开发出了一种体积更小的装置，这种装置既灵活又可伸缩。它被放置在与其他刺激器不同的部位--腹外侧硬膜外表面，这不仅靠近运动神经元，精度更高，而且只需用普通注射器注射到位，无需手术。事实证明，在瘫痪小鼠身上进行的试验很有希望。这项研究的第一作者林鼎昌说："在小鼠模型中应用这项新技术，我们诱发腿部运动的电流比传统的背侧刺激低了近两个数量级。我们的刺激器不仅能实现更广泛的运动，还能让我们对电极阵列的刺激模式进行编程，从而产生更复杂、更自然的腿部运动，让人联想到迈步、踢腿和挥手等动作。"研究小组表示，该设备最终可以帮助脊髓损伤或神经系统疾病患者恢复运动功能。这种治疗方法创伤较小，因此更容易获得，成本也更低，可以惠及更多人群。当然，还需要进行更多的开发工作，包括安全性测试，才能将其投入人体使用。这项研究发表在《纳米通讯》（NanoLetters）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400235.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400235.htm

研究发现深部脑刺激有助于中风后的康复

研究发现深部脑刺激有助于中风后的康复一项研究发现，脑深部刺激与物理疗法相配合有助于中风后康复/克利夫兰诊所虽然紧急医疗保健、成像和医疗设备的进步改善了急性期中风的治疗，但高达50%的幸存者在中风后留下慢性残疾，这往往导致他们需要他人的帮助才能完成日常活动。中风患者通常会留下上肢损伤，包括肌肉和肌张力减弱或受损以及感觉变化。克利夫兰诊所的研究人员研究了使用一种新的侵入性手术方法来帮助中风后长期受损的人康复。他们的首次人体一期临床试验涉及齿状核的深部脑刺激（DBS），齿状核是大脑中负责调节随意运动、认知、语言和感觉功能精细控制的部分。12名在12至36个月前单侧大脑中动脉中风后出现持续中度至重度上肢损伤的参与者，通过手术将电极插入他们的小脑。类似心脏起搏器的设备会发出微小的电脉冲，帮助参与者恢复对运动的控制。手术后出院后，参与者接受了数月的物理治疗，首先关闭DBS设备几周，然后打开四到八个月。研究人员在设备打开后看到了最大的改善，12名参与者中有9名的运动损伤和功能都有改善。没有观察到严重的不良反应。损伤的严重程度影响了参与者的表现。根据使用Fugl-Meyer中风恢复评估的治疗前和治疗后评分，那些至少保留最低限度运动功能的人的收益几乎增加了两倍。该研究的通讯作者安德烈·马查多(AndreMachado)表示：“这些[研究结果]让患者感到安心，因为研究参与者在中风后已经残疾一年多，在某些情况下甚至三年了。这为我们提供了一个潜在的机会，可以在中风恢复的慢性阶段进行急需的康复改善。对治疗有反应的研究参与者的生活质量影响是显着的。”研究人员得出结论，DBS联合物理治疗是安全可行的。他们计划使用更大的样本量进行进一步的研究。该研究的主要作者肯尼斯·贝克说：“目前没有有效的方法来改善数十万中风幸存者的身体康复结果。研究结果发现，深部脑刺激与物理治疗相结合，可以改善中风一年多后患者的运动能力，并且其运动改善已基本趋于稳定。这告诉我们，这项研究值得在更大的患者样本中进行进一步调查。”该研究发表在《自然医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377413.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377413.htm

新研发的可穿戴系统可以帮助病人在中风后恢复运动和行动能力

新研发的可穿戴系统可以帮助病人在中风后恢复运动和行动能力中风后，血流中断导致大脑中的神经元死亡，这降低了一个人的活动能力。根据受影响的大脑区域，他们可能在移动四肢、走路、说话或抓握物品等动作方面遇到困难。虽然许多治疗方法侧重于最大限度地减少或逆转对神经元的损害，但其他治疗方法则利用了大脑令人难以置信的可塑性--本质上，它可以很好地重新连接自己，形成新的连接。这有可能绕过受损区域，恢复一些运动功能。一些技术使用药物来实现这一目标，而越来越多的工作集中在迷走神经刺激（VNS）上。这种技术涉及使用低脉冲电流来刺激副交感神经系统的主要神经，该系统控制无意识的身体功能，如心率和消化。VNS已被测试用于治疗各种疾病，如癫痫、抑郁症、慢性消化不良、类风湿性关节炎，甚至衰老本身。患者通常在全麻下接受手术，植入一个刺激模糊神经的小装置，但这当然是相当具有侵入性的。苏黎世联邦理工学院的新系统被称为"智能VNS"，它被设计成一个可拆卸的、可穿戴的设备，由一个头戴和一个运动跟踪手表组成，使用起来更加简单。该系统的共同开发者PauliusViskaitis说："我们的耳机发出微妙的电脉冲来激活外耳的神经，从而消除了手术的需要。"研究员DaneDonegan展示了智能VNS系统的操作苏黎世大学/Donegan和Viskaitis。同时，这款手表使用惯性测量单元（IMU）跟踪四肢的运动，就像智能手机里的传感器一样，当它感觉到运动时，它指示听筒对神经进行电击。这个想法是利用强化学习来训练大脑找到新的方式来完成中风损伤所中断的运动。因此，用户将手表戴在受影响的肢体上，当他们成功地移动它时，产生的电脉冲将加强使该运动成为可能的神经回路。随着时间的推移，大脑更擅长这些动作，帮助患者更快、更有效地恢复更多的运动功能。更妙的是，这种治疗可以由病人自己完成，而不需要医疗监督，这与其他刺激性植入物不同。智能VNS系统还可以在智能手机上保存患者的进展数据，因此物理治疗师可以远程监测其细节。该团队计划在启动临床试验之前对健康受试者进行更多测试。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355655.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355655.htm

磁刺激改善了中风12年患者的运动和平衡能力

磁刺激改善了中风12年患者的运动和平衡能力一项病例研究显示，通过对一名12年前中风的男子的大脑进行磁刺激，他的运动和协调能力得到了改善。小脑共济失调的治疗仅限于物理和职业治疗，必要时还需要进行语言治疗。不过，加州大学洛杉矶分校医疗中心的研究人员最近进行的一项病例研究描述了一种很有前景的新疗法：重复经颅磁刺激（rTMS）。这项研究的第一作者和通讯作者埃文-海-爱因斯坦（EvanHyEinstein）说："本病例是首次使用双侧小脑经颅磁刺激治疗中风后小脑共济失调。"经颅磁刺激（TMS）是一种安全、无创的治疗方法，通过在头部放置线圈，产生针对大脑特定区域的磁场。经颅磁刺激已被用于治疗对抗抑郁药物无反应或不能耐受的抑郁症患者。在目前的研究中，患者是一名58岁的男性，12年前曾突发小脑中风，尽管进行了强化康复治疗，但步态仍然缓慢不稳，平衡和稳定性也有困难。在没有帮助的情况下，他无法从坐位站起来，也无法弯腰从地上捡起一件物品。他使用滚动助行器来保持稳定，在接受经颅磁刺激治疗前，他能以每秒0.57米的速度行走10米（32.8英尺）。他每天接受五次经颅磁刺激治疗，分别针对左右两侧的小脑。他接受了治疗，没有报告任何副作用。治疗五天后，该男子的行走速度提高到0.60米/秒。他能够在无人帮助的情况下从坐位站起来，并能轻松地弯腰从地上捡起一支铅笔。他报告说，在进行淋浴和刮胡子等日常生活活动时，他的平衡性和稳定性都得到了改善，而且无需使用手部支撑，这是他在治疗前无法做到的。爱因斯坦说："还需要进一步研究，以确定长期临床疗效并探索这种创新疗法的潜在神经机制，但它强调了考虑共济失调具体病因的定制治疗方案的潜力。"这项研究发表在《小脑》（TheCerebellum）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392129.htm

科学家发现脊髓损伤后恢复功能活动的关键要素

科学家发现脊髓损伤后恢复功能活动的关键要素下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化，引导细胞到达天然靶区是功能恢复的关键。图片来源：EPFL/.Neurorestore在2018年发表于《自然》（Nature）的一项研究中，研究小组确定了一种治疗方法，这种方法能在啮齿动物脊髓损伤后触发轴突（连接神经细胞并使其能够进行交流的微小纤维）重新生长。但是，即使这种方法成功地使严重脊髓损伤的轴突再生，实现功能恢复仍然是一项重大挑战。在发表于《科学》（Science）杂志的这项新研究中，研究人员旨在确定，引导特定神经元亚群的轴突再生到它们的天然靶区，是否能使小鼠脊髓损伤后的功能得到有意义的恢复。他们首先利用先进的遗传分析方法，确定了部分脊髓损伤后能改善行走的神经细胞群。随后，研究人员发现，在没有特定引导的情况下，仅从这些神经细胞再生轴突穿过脊髓病变区对功能恢复没有影响。然而，当研究人员对这一策略进行改进，将化学信号用于吸引和引导这些轴突再生到腰部脊髓的天然目标区域时，在脊髓完全损伤的小鼠模型中观察到了行走能力的显著改善。这项新研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校大卫-格芬医学院（DavidGeffenSchoolofMedicineatUCLA）神经生物学教授、医学博士MichaelSofroniew说："我们的研究为轴突再生的复杂性和脊髓损伤后的功能恢复要求提供了重要的见解。这项研究强调，不仅有必要使轴突在病变部位再生，而且有必要积极引导轴突到达其自然目标区域，以实现有意义的神经功能恢复。"研究人员说，了解重建特定神经元亚群向其天然靶区的投射，为开发旨在恢复大型动物和人类神经功能的疗法带来了重大希望。不过，研究人员也承认，在非啮齿类动物中促进长距离再生非常复杂，需要采取具有复杂空间和时间特征的策略。尽管如此，他们得出结论认为，应用他们工作中提出的原则，"将打开实现有意义的损伤脊髓修复的框架，并可能加快其他形式的中枢神经系统损伤和疾病后的修复"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387411.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387411.htm

新的"生物杂交"神经植入物可恢复瘫痪肢体的功能

新的"生物杂交"神经植入物可恢复瘫痪肢体的功能以前使用神经植入物来恢复肢体功能的尝试大多失败，因为随着时间的推移，电极周围往往会形成疤痕组织，阻碍了设备和神经之间的连接。通过在电极和活体组织之间夹上一层由干细胞重新编程的肌肉细胞，研究人员发现，该设备与宿主的身体融为一体，并防止了疤痕组织的形成。在28天的实验过程中，细胞一直在电极上存活，这是第一次在如此长的时间内进行监测。研究人员说，通过将两种先进的神经再生疗法--细胞疗法和生物电子学--结合到一个装置中，他们可以克服两种方法的缺点，提高功能和灵敏度。虽然在用于人体之前还需要进行广泛的研究和测试，但该设备对于截肢者或那些失去肢体功能的人来说是一个很有前途的发展。该结果于2023年3月22日在《科学进展》杂志上报道。当试图扭转导致肢体丧失或肢体功能丧失的伤害时，一个巨大的挑战是神经元无法再生和重建被破坏的神经回路。共同领导这项研究的剑桥大学临床神经科学系的达米亚诺-巴罗内博士说："例如，如果有人被截去手臂或腿部，即使物理上的肢体已经消失，但神经系统中的所有信号仍然存在。"整合假肢或恢复手臂或腿部功能的挑战是，从神经中提取信息并将其送到肢体上，以便恢复功能。"解决这个问题的一种方法是将神经植入肩部的大肌肉中，并在其上附加电极。这种方法的问题是在电极周围形成疤痕组织，加上只能从电极上提取表面信息。为了获得更好的分辨率，任何用于恢复功能的植入物都需要从电极中提取更多信息。而为了提高灵敏度，研究人员希望设计出能够在单个神经纤维或轴突的规模上工作的东西。巴罗内说："轴突本身有微小的电压。但一旦它与肌肉细胞连接，而肌肉细胞的电压要高得多，来自肌肉细胞的信号就更容易提取。这就是你可以提高植入物的灵敏度的地方。"研究人员设计了一种生物兼容的柔性电子装置，它足够薄，可以连接到神经的末端。然后在电极上放置了一层干细胞，经过重新编程成为肌肉细胞。这是第一次以这种方式将这种被称为诱导多能干细胞的干细胞用于生物体。巴罗内说："这些细胞给了我们很大程度的控制。我们可以告诉它们如何表现，并在整个实验过程中对它们进行检查。通过将细胞置于电子设备和活体之间，身体看不到电极，只看到细胞，所以不会产生疤痕组织。"剑桥大学的生物混合装置被植入大鼠瘫痪的前臂中。干细胞在植入前已转化为肌肉细胞，与大鼠前臂的神经结合。虽然老鼠的前臂没有恢复运动，但该设备能够从大脑中接收到控制运动的信号。如果与其余的神经或假肢相连，该装置可以帮助恢复运动。细胞层也改善了设备的功能，提高了分辨率，并允许在一个活的生物体内进行长期监测。细胞在28天的实验中存活下来：这是第一次证明细胞能在这种长时间的实验中存活下来。研究人员说，与其他试图恢复截肢者功能的方法相比，他们的方法具有多种优势。除了更容易集成和长期稳定之外，该设备足够小，其植入只需要微创手术。其他用于恢复截肢者功能的神经接口技术需要对患者的大脑皮层活动进行复杂的特定解释，以便与肌肉运动相关联，而剑桥大学开发的设备是一个高度可扩展的解决方案，因为它使用"现成的"细胞。研究人员说，除了有可能恢复失去肢体的人的功能外，他们的设备还可以通过与负责运动控制的特定轴突互动来控制假肢。共同第一作者、工程系的AmyRochford说："这种界面可以彻底改变我们与技术互动的方式。通过将活体人体细胞与生物电子材料相结合，我们创造了一个能够以更自然和直观的方式与大脑沟通的系统，为假肢、脑机接口，甚至增强认知能力开辟了新的可能性。""这项技术代表了一种令人兴奋的神经植入的新方法，我们希望这将为有需要的病人开启新的治疗方法，"同样来自工程系的共同第一作者AlejandroCarnicer-Lombarte博士说。"共同领导这项研究的剑桥大学工程系的乔治-马利亚拉斯教授说："这是一项高风险的工作，我很高兴它成功了。这是一种你不知道需要两年还是十年才能成功的事情，而它最终非常有效地发生了。"研究人员现在正在努力进一步优化这些设备并提高其可扩展性。在剑桥大学技术转让部门--剑桥企业的支持下，该团队已就该技术提交了专利申请。opti-ox是一种精确的细胞重编程技术，能够忠实地执行细胞中的遗传程序，使它们能够稳定地大规模生产。实验中使用的支持opti-ox的肌肉iPSC细胞系由剑桥大学Kotter实验室提供。opti-ox重编程技术由合成生物学公司bit.bio拥有。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351023.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351023.htm