脑部植入物助瘫痪男子重获进食与饮水能力

一名六年前因游泳事故导致胸部以下瘫痪的男子，借助一种可绕过脊髓损伤的脑部植入物，重新实现了自主进食和用杯子喝水。

纽约马萨佩夸的基思·托马斯在2020年7月跳入游泳池时摔断了颈椎。他在昏迷后醒来，发现前院停着一架直升机，随即被紧急送往医院。"第二天我甚至无法动弹，"他说。

2021年，托马斯同意参与该技术的临床试验。在此之前，他无法将手臂从轮椅上抬起。经过脑部电极植入手术及数月的训练后，他终于重新获得了移动四肢的能力。

研究人员为托马斯安装了一套脑机接口系统。该系统不仅帮助他恢复了手臂和双手的运动功能，还能将信号反馈至大脑，重建触觉感知。此后，他已能感受到姐姐握住他手的温度，以及抚摸爱犬皮毛的触感。

这套系统被研究团队称为"双重神经旁路"。植入大脑的电极负责检测托马斯想要移动手臂时产生的神经信号，随后将信号传导至手臂和双手，驱动肢体运动。与此同时，安装在手掌、手指和拇指上的压力传感器能够感知与物体的接触，并将信号反馈至大脑，模拟触觉体验。这一完整的神经回路使大脑得以发出运动指令、完成动作并感知结果。测试中，该系统甚至允许托马斯处理蛋壳这类易碎物品。

相关研究成果发表于《自然·医学》期刊。论文描述了托马斯经过35周系统训练后取得的进展：右臂力量提升了86%，左臂提升了62%。试验初期，他无法将双手举至面部；而如今，他已能独立完成挠鼻子、擦脸等动作。

值得关注的是，该技术似乎在一定程度上重塑了托马斯的神经系统，使部分手部功能和感觉得以恢复，并且在系统关闭后依然保持。

研究人员还开发了一种名为"皮质镜像"的技术，用于增强托马斯的触觉感知能力。他们记录下托马斯想象被触碰时的大脑活动，再以同样的模式刺激其大脑感觉区域，同时配合皮肤和脊髓的同步刺激。经过25周针对右腕的专项训练，托马斯在一处自事故以来始终麻木的区域重新找回了触觉。

该技术的主要开发者、费恩斯坦医学研究所教授查德·布顿表示："近期随访显示，上述改善在两年多后依然存在，这令人备受鼓舞。"

布顿同时指出："多年来，我们一直希望真正攻克运动功能与触觉感知的双重恢复，并实现持久效果。我相信未来还会持续取得进展，这项技术将惠及全球数百万真正需要它的人。"

目前，该技术究竟能在多大程度上恢复瘫痪肢体的功能与感知，仍有待进一步评估。研究人员表示，需要纳入更多患者开展临床试验，以验证该技术对不同类型脊髓损伤患者的适用性。

Q&A

Q1：托马斯使用的"双重神经旁路"系统是如何工作的？

A：该系统通过植入大脑的电极捕捉托马斯想要移动手臂时产生的神经信号，再将信号传导至手臂和双手驱动运动；同时，手部压力传感器感知接触信息并反馈至大脑，模拟触觉。整个过程形成完整的神经回路，让大脑能够发出指令、完成动作并感知结果，甚至可以处理蛋壳这类易碎物品。

Q2："皮质镜像"技术是什么？它对触觉恢复有什么效果？

A："皮质镜像"是研究人员开发的一种触觉训练方法。他们先记录托马斯想象被触碰时的大脑活动模式，再用相同模式刺激其大脑感觉区域，同时配合皮肤和脊髓的同步刺激。经过25周针对右腕的专项训练后，托马斯在事故后一直麻木的区域重新恢复了触觉，且随访显示该效果在两年后仍然存在。

Q3：脑机接口系统关闭后，托马斯的手部功能还能保留吗？

A：根据研究，该系统似乎在一定程度上重塑了托马斯的神经系统，使部分手部功能和感觉得以恢复，并且在系统关闭后依然保持。研究人员表示，在超过两年的随访中，这些改善仍然存在，但目前技术能恢复的具体程度还需更大规模的临床试验进一步验证。