患者在康复期，自身脑控调节比连续脊髓电刺激更具有促使运动功能恢复的作用；因此，建立脊髓神经环路可能有良好的应用前景。
——摘自文章章节
【Ref: Bonizzato M , et al. Nat Commun. 2018 Aug 1; 9(1):3015. doi: 10.1038/s41467-018-05282-6 . [Epub ahead of print]】
研究背景
脊髓损伤导致大脑发送运动指令到达肢体的联络通路阻断，造成严重的运动障碍。患者在康复期，自身脑控调节比连续脊髓电刺激更具有促使运动功能恢复的作用；因此，建立脊髓神经环路可能有良好的应用前景。瑞士生物工程学院神经修复中心和生物工程研究所的Marco Bonizzato 等在动物脊髓损伤模型上开展相关研究，结果发表于2018年8月的《N ature C ommunications 》 在线。
研究方法
研究者首先制作大鼠脊髓重度创伤模型，大鼠下肢发生运动功能障碍。将实验动物随机分为脑控组和对照组。脑控组的大鼠脑部与脊髓损伤下方的腰髓之间建立的神经旁路脑控系统（图1）：将记录脑电信号的微丝阵列（32线）植入右侧运动区皮质调控下肢运动，并发送连续步态的周期神经电活动。神经信号通过脑电解码转换为刺激信号，刺激损伤部位下方的脊髓节段。监测指标包括，解码器预期下肢运动开始，触发刺激腰髓的运动冲动以及支配下肢运动的神经纤维电活动。对照组在L2和S1节段硬膜外长期植入电极，给于连续电刺激。结果显示，脑控组大鼠步态模式类似于正常步态，即高效步态；对照组连续刺激出现下肢拖曳步态模式，即低效步态。两组动物步态有显著性差异（P＜0.001）。脑控组大鼠在单位时间内行走距离和下肢关节运动的协调性均优于对照组（P＜0.001）。
图1. 脑控调节的脑-机接口方案设计和操作流程。
经过较短时间的训练，这种脊髓神经环路的脑控调节使下肢瘫痪的大鼠能够在地上行走并爬上楼梯。与连续脊髓电刺激相比，脑控调节加速和增强运动康复。
研究结果
该研究的实验结果表明，脑控神经调节可高效促进动物脊髓损伤后的运动功能恢复，为临床应用提供重要证据。
