大多数脊髓严重损伤的人,都很难想象有一天还能用自己的手吃饭、感受抚摸。但Keith Thomas做到了。2020年的一次跳水事故让他从颈部以下完全瘫痪,双手甚至举不到脸前。而最近发表在《自然·医学》上的研究显示,他的右手力量增加了86%,左手增加了62%,已经能够独立进食、用杯子喝水,还能挠鼻子、擦嘴。

恢复的过程并不只是重新激活肌肉。研究人员为他植入了一种称为“双神经旁路”的系统,它结合了脑机接口、人工智能,以及对脊髓和大脑的电刺激。经过15小时的手术,五组微电极阵列被植入Thomas的大脑。AI会解读他的运动意图,然后刺激前臂肌肉,让他能操控自己的手。与此同时,3D打印的支架中嵌入了传感器,当手接触到物体时,传感器会触发大脑感觉皮层的刺激,产生真实的触感。

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这种触感的回归是通过一种叫“皮质镜像”的单独技术实现的。受伤后,Thomas的一个手腕就失去了所有感觉。大约25周的训练后,他重新在这个手腕上感受到了触碰。他说:“能感觉到我姐姐的手,抚摸我的狗并感受它的毛,这些被损伤夺走的经历已经回来了。”

更让人困惑和思考的是,这些效果并没有在刺激停止后就消失。最近的一次随访距离研究开始已经超过两年,许多恢复的手部功能和感觉依然保留了下来。研究通讯作者Chad Bouton在一份声明中说:“我们不仅仅是在绕过损伤,我们实际上在重新连接神经系统。”这意味着系统可能引发了真正的神经可塑性,而不是只提供了一个临时的辅助。

在长期稳定性方面,运动解码器在不重新训练的情况下,五个月内保持了最高84.6%的准确率。Thomas甚至可以在和人聊天的同时,把空蛋壳从桌上拿起而不捏碎,成功率达到87%。全球大约有1500万脊髓损伤患者,四肢瘫痪者普遍将手功能列为最想恢复的能力。研究团队计划开展更大规模的试验,并已经在探索该系统对中风等其他疾病的适用性。