大腦與脊椎植入搭起「數位橋」　男子下半身癱瘓12年後恢復站立走路

《自然》（Nature）期刊週三（5/24）刊登一份最新研究指出，1名因車禍事故下半身癱瘓12年的40歲男子，在1年多前接受腦部和脊椎的植入手術後，終於可以重新站起來，自然地走路，為癱瘓患者帶來新希望。

歐斯坎姆（Gert-Jan Oskam）2011年旅居中國時，因為一場摩托車車禍，導致臀部以下癱瘓。



他在22日一場記者會上表示，「過去12年，我一直試著找回自己的雙腳」，「如今我已經學會如何正常、自然走路」。

瑞士的研究人員形容，歐斯坎姆接受數次的植入手術後，在大腦和脊髓之間建立一座「數位橋」，繞過受傷的部位，讓歐斯坎姆僅需要行走器的協助，就能站立、行走和爬陡坡。在植入手術完成一年多後，他除了重新恢復這些能力，神經也有復原的跡象，甚至當植入的裝置關掉時，也還能靠拐杖行走。

這個研究主導人、瑞士洛桑聯邦科技學院脊髓專家柯坦（Grégoire Courtine）表示，「我們已經捕捉到他的想法，把這些想法變成脊髓的刺激，重新建立自發性的行動」。

為歐斯坎姆進行植入手術的洛桑大學神經科學家布洛赫（Jocelyne Bloch）表示，「一開始很像科幻小說，但如今成真」。

研究人員把這個新的方法形容成在大腦與脊椎之間建立介面，主要是利用一種人工智能的想法解碼器來解讀歐斯坎姆的意念，也就是他大腦散發的電子訊號，然後把這些意念搭配肌肉的動作。研究人員將自然動作的所有原因，包括想法、意念和行動都全部保留，唯一增添的就是跨越脊椎受傷部位的「數位橋」。

實際的做法就是，在歐斯坎姆的大腦和脊椎植入電極，然後用一個機器訓練的程式觀察當他試圖移動不同部位的身體時，大腦的哪一個部位會被啟動，想法解碼器就能依此將電極的活動與特定的意念結合。之後當歐斯坎姆想要移動腳踝時，就會啟動其中一組設定，想要移動臀部時，則會啟動另一組設定。

之後，研究人員再用另一種演算法，連結植入大腦的裝置和植入脊椎的裝置，而這可以發送電子訊號到身體的不同部位，引發動作。這個運算法也可以計算每個部位肌肉收縮與放鬆的方向和速度的細微變化。由於每隔300毫秒，大腦和脊椎之間就會傳送訊號，所以歐斯坎姆可以根據運作的狀況來調整策略。

在第一階段的治療，歐斯坎姆就能夠扭動臀部的肌肉。接下來幾個月，研究人員微調大腦與脊椎的介面，更符合站立和行走的基本動作，歐斯坎姆的步伐看起來很健康，可以相對輕鬆地走幾步階梯和斜坡。經過1年的治療後，在沒有大腦和脊椎介面的協助下，他的行動也有明顯的改善。

為參與研究的英國紐卡索大學（Newcastle University）神經科學家表示，「這引發了關於自主、指令來源的有趣問題，你正在繼續模糊了大腦和科技之間的哲學界線」。