杜克大学VR瘫痪实验新成果 神经系统奇迹重生
（YiViAn 2016年8月26日）2014年6月12日，一名巴西瘫痪少年将在脑控外骨骼的帮助下开球，震惊了全世界。其功臣是YiViAn曾经报道的名为The Walk Again Project（重拾行走计划）的由世界顶级科研机构共同发起的非营利国际合作项目。
现在，这个项目背后的团队发表了一份更为惊人的报告。尽管先前被确诊为不可逆的脊髓损伤，但经过一年高强度的大脑训练后，八名截瘫患者恢复了部分感觉，并能自主控制瘫痪的身体部位。
参加实验的人中有一名32岁的女人，之前已经瘫痪了13年的时间，在经过治疗之后甚至可以在安全带的帮助下自由移动双腿。
《科学报告》于上周发表了由杜克大学著名的神经工程学教授Miguel Nicolelis撰写的一份报告。
之前从来没有临床实验可以成功帮助失去知觉和运动能力的脊髓损伤患者恢复，或者是有任何的改善。而Nicolelis教授的实验结果连他本人都感到震惊。
Nicolelis教授表示：“在开展这个项目的时候，我们没有预料到会有如此惊人的临床效果。在之前，没有任何人能够让完全瘫痪多年的人重新活动起来。”
高科技疗程
这个疗程是包括脑机接口系统，以及VR和两个机器人行走系统。脑机接口对Nicolelis来说非常重要。他的团队此前就在猴子身上进行了脑机接口的实验，让他们可以控制机械肢体、计算机虚拟化身和通过思维来驾驶电子轮椅。
尽管听上去很酷，但其系统都需要开刀，这意味着，研究人员需要将电极直接植入猴子的大脑中以记录脑部活动。这对人类应用来说，很明显不是一个很好的卖点。
这项新研究并没有进行脑部手术，而是将嵌入多个电极的脑电图扫描仪作为脑机接口系统的记录元件。尽管在脑电图在捕捉神经活动时不如植入电极那么灵敏，当已经足够监控活动时的大规模脑电波，就像当我们移动时所产生的脑电波。
这个扫描仪紧紧地贴在患者脑部的运动区域以捕捉信号，然后这些信号会用于控制虚拟化身和机械外骨骼。
延伸阅读：VR和脑机接口帮助瘫痪患者重新行走
在实验的第一阶段，患者戴上了Oculus Rift，在游戏中他们会控制一名站在中场的足球运动员。研究人员告诉他们想象自己是一个3D角色，试图进行移动。患者同时也会穿上“触觉衣服”，每当虚拟角色的脚碰到地面的时候系统就会向患者提供轻微的震动。
Nicolelis表示：“触觉反馈是同步的，而患者的脑部会产生一种他们正在靠自己在行走的感觉，而不是借助设备的帮助。这会引起一个幻觉，让他们感受到自己的双腿，并以为自己在移动双腿。”
这看上去是有效的：在VR中进行12个月的训练后，患者最终可在脑控机械外骨骼的帮助下进行行走。但真正令人感到惊喜的是，不知道是什么原因，这个训练唤醒了患者沉睡已久的神经系统，刺激大脑让其重新控制身体瘫痪的部分。
所有的患者都获得了不同程度的恢复，获得了脊髓损伤部位以下的肌肉的自主控制，而最接近损伤部位的肌肉的恢复情况最好。虽然他们瘫痪的身体部分仍然不能感知到温度，但他们现在已经可以感知到轻微的触碰、疼痛和压力，在之前他们是什么都感知不到的。另外，他们的排便和膀胱控制功能也得到了改善，这表明了连接脊髓和内脏的神经得到部分程度的恢复。
Nicolelis.解释说，这减少了病人对泻药和导管的依赖，从而降低了严重感染的风险，而这是导致慢性瘫痪患者死亡的主要原因，
总的来说，他们的恢复情况是如此的惊人，一半的病人都从“完全瘫痪”升级为“部分瘫痪”。
神经系统的重生
这个团队一开始只是想把这个系统作为辅助治疗手段，所以最后的结果令人感到尤为惊喜。而这个训练的效果为什么会这么好的原因仍然是个谜。不过这个团队有着自己的一些想法。
当人们瘫痪之后，之前负责瘫痪区域的大脑部分会慢慢地重新设定程序，负责其他的功能。有种像是“用进废退”的感觉。研究人员通过脑电图来测量他们的脑电波。研究人员发现，在训练的过程中，患者的脑电图发生了明显的转变。
Nicolelis表示：“我们开始看到他们皮层功能出现神经可塑性的迹象。我们对此的解读是，负责患者下半身肢体和运动的大脑部分恢复了能力。”换句话说，大脑意识到“失去”的身体部位重现回来了，然后会建立一套新的神经网络来恢复对这些部位的控制。
这个苏醒的中央监管机构，在结合肌肉的运动，可能会促进脊髓神经的重新运作。
之前的研究发表示，高达80％的完全瘫痪患者仍保留损伤部位的一些神经功能。就像被遗弃的电缆在等待信号一样，处于休眠状态的神经在等待信号以重新运作。
Nicolelis表示：我们认为脑机接口结合虚拟现实技术、物理运动和触感反馈的训练可以产生脊髓可塑性。当病人在多年后重新直立行走时，他们激活了肌肉、肌腱和关节的感觉接受器，向脊髓发送电子信号，并促使其作出相应的调整。
不过，我们还需要更多实验的支持。
下一步
几乎所有的参与实验的患者需要继续他们的恢复疗程，这个团队计划在明年左右公布实验的最新情况。他们也计划在最近才患有脊髓损伤的患者身上进行实验，以测试这些患者的恢复速度是否会更快。
团队还设想，以后人们可以通过大脑训练和干细胞注射来让实现神经再生和恢复，从而达到完全康复。
引用参考：Shelly Fan@Source
