Nature：北航冯仰刚团队开发可穿戴机器人，让肌萎缩症患儿逆势生长，持续恢复肌肉力量和运动能力|冯仰刚|北航|可穿戴机器人|治疗|肌肉|肌萎缩症

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

脊髓性肌萎缩症（SMA）是一种由 SMN1 基因突变引起的遗传疾病，每约一万名新生儿中就有一例。患者由于缺乏功能性的 SMN1 基因，脊髓运动神经元会逐渐死亡，其所支配的肌肉力量和质量也随之退化，从而导致患者运动能力的丧失。

在过去十年里，基因疗法（例如诺华开发的 AAV 基因疗法 Zolgensma）彻底改变了 SMA 患者的治疗方式，这类疗法通过调控 SMN1 或其互补的且具有保护作用的 SMN2 基因，能够阻止或显著减缓神经元丢失。然而，它们都无法重建已经萎缩的肌肉。

2026 年 5 月 20 日，北京航空航天大学冯仰刚副教授作为通讯作者（Li Yuebing、Ren Jiaxin、Tony Shu、Yuan Fuzhen 为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Spinal neuromotor rehabilitation using a portable isokinetic training robot 的研究论文。

该研究开发了一种轻量化的可穿戴机器人（0.96 公斤），帮助II 型 SMA患儿进行等速训练，并在 6 名患儿（6-10 岁，开始试验前他们无法在无辅助情况下由坐姿站立）中进行了临床试验，结果显示，使用该设备训练 6 周后，所有患儿的运动能力均得到改善（能够在无需机器人辅助情况下由坐姿站立），膝部功能同样得到改善，肌肉体积也显著增加。此外，在停止训练后，这些功能改善仍能持续，表明了短期使用这一可穿戴机器人设备能够带来持续的神经肌肉康复。

论文通讯作者冯仰刚副教授表示，患儿生物力学指标的显著增长以及神经肌肉系统的协同变化完全出乎我们的意料，该设备便于携带，非常适合家庭使用。

SMA 患者的康复困局

脊髓性肌萎缩症（SMA）是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，患者由于 SMN1 基因突，导致运动神经元逐渐丢失，肌肉也会随之持续性萎缩，从而失去运动能力。

II 型SMA是该疾病的中间型，患者能够独自坐着，但无法在无辅助情况下由坐姿站立，更无法独自行走，在不接受基因治疗的情况下，这些患者预期寿命不足 30 岁。

脊髓性肌萎缩症（SMA）的病理生理学

市面上现有的下肢康复机器人大多致力于“主动助力”——就像一双强有力的手，搀扶着患者完成步态。但这对于 SMA 患者来说存在一个致命隐患：机器助力太多，患者的肌肉反而越发“偷懒”，缺乏足够的神经肌肉激活，这种机器助力不仅难以带来长期的生理改善，甚至可能加剧肌肉萎缩。

另一方面，业内公认对增肌有效的“等速阻抗训练”（一种特殊的抗阻训练方式，设备阻力会根据使用者施加的力量大小自动调节，以保持运动速度恒定），却因为设备庞大且昂贵、最低阻力门槛过高，将本身肌肉力量虚弱的 SMA 患儿拒之门外。

那么，我们能不能换一个思路——不给肌肉“减负”，而是给它科学“施压”？

这个“机器人”，专治“肌无力”

在这项最新研究中，北京航空航天大学、北京大学第三医院及麻省理工学院媒体实验室的研究人员合作，带来了一个全新解决方案——一款轻量化可穿戴等速抗阻训练机器人，重量仅为 0.96 公斤。

这款设备一改“主动助力”的传统逻辑，转而提供“科学阻力”，迫使患儿的肌肉主动发力。它的三大硬核设计，堪称康复工程学的典范——

极致轻量与安全，该设备采用高功率密度电机与轻量化材料，单腿佩戴仅 0.96 公斤，不会给虚弱的患儿腿部肌肉增加额外负担。此外，一旦患儿发力不及或出现痉挛，设备能瞬间感应并卸力，确保零风险。
可变的智能阻力，每个患儿的肌肉状态都不同。研究团队巧妙地在机械结构中加入了可变刚度机制。简单来说，其能够自动寻找最适合患者当前的“最佳发力点”，随着患儿肌肉力量的进步，它的阻力就会随之智能上调，实现真正的个性化进阶训练。
枯燥训练变趣味，没人会喜欢康复训练，孩子尤其如此。研发团队贴心地配套了手机 APP 与虚拟现实界面，患儿在发力时，屏幕上的赛车就会加速；如果偷懒，赛车就会减速，这种即时反馈与游戏化的激励机制，极大地提升了患儿的训练依从性。