斯坦福大学科学家研发微型植入式神经刺激器,或可恢复膀胱控制

神网 其他2018-04-10 02:13:34

原标题:斯坦福大学科学家研发微型植入式神经刺激器,或可恢复膀胱控制

实现使用可读生命体征传感器和可控制的植入器来装备我们的身体,就仿佛科幻小说中描述的一般,而事实上,这远比你想象中的要更接近现实。

斯坦福大学最近研发出一款微型植入式神经刺激器,只有 6.5 毫米长,可以通过超声波运行并收集数据。重要的是,因为体积小,很可能不需要手术就可植入体内。

什么是植入式神经刺激器?植入式神经刺激器(Implantable Neuro-Stimulator)是一种新兴的数字化治疗仪器。

按作用靶点区分,目前已有脑深部刺激、脊髓刺激、迷走神经刺激、骶神经刺激、膈神经刺激等多种治疗模式;

按治疗疾病区分,对帕金森病、疼痛、癫痫、膀胱功能障碍、呼吸功能障碍、高血压、肥胖等疾病有巨大的临床治疗意义。

斯坦福大学一直走在这个领域的前端,他们不仅希望这种手段能治愈癫痫等疾病,还希望未来它可以止住产后大出血,缓解类风湿性关节炎和恢复膀胱控制等。

这个新发明最大的亮点就是体积很小,科学家们就在想能不能用微创手术或者直接用针管将其植入人体中,如此一来,更多患者将会受益。

虽然就像大米粒一样大,但是结构却十分精细,包含一个压电接收器,可以将从身体外部施加的超声波转换为电能,一个用于存储电能的电容器,两个刺激电极,一个 LED 和一个自定义芯片。

这个植入器非常灵活,它可以对超声信号发送的数据进行编程,从而调整刺激的幅度,脉冲宽度和频率,给予神经最适当的刺激。

下一步科学家们将在动物身上进行实验,首先对其膀胱系统进行刺激,如果实验成功,在考虑人体实验。

在过去的几十年里,斯坦福团队都在研发脑深层刺激器。而且已经有了显著成效,现在成千上万的帕金森患者都会采取这种治疗手段,来缓解病发后的颤动。

科学家们表示,在未来10年之内,就能看到帮助瘫痪者恢复功能的植入式神经刺激系统。

就在去年,斯坦福大学有一项新成果,震惊了众人,他们为一个瘫痪患者植入了小型传感器,结果这名患者居然可以用意念写字了!

这位老人家是 64 岁的丹尼斯·德格雷(Dennis Degray)。德格雷以前是一名志愿消防员,10 年前他摔了一跤,导致他的脊髓受伤,四肢瘫痪。

他的状况比霍金强不了多少,四肢无法动弹,写字成了问题。这项发明公布之前,虽然有高科技设备作为交流工具,但想打出一句话,眼睛依然要费老劲了。

但再看看这位老人家,是不是十分顺畅的用意念就打出了自己想说的话,他可以仅仅用他的大脑操控电脑去写下一句话。

研发这个传感器的科学家是斯坦福大学神经外科教授杰米·亨德森博士(Dr. Jaimie Henderson),也是他将传感器植入到德格雷脑部一个名为运动皮层的地方,也就是控制运动的大脑皮层。

尽管德格雷的胳膊再也动不了,但他这部分大脑的神经元依旧很活跃。许多其他瘫痪者的大脑也是如此。

这个传感器就是负责接收这些电信号的,比如当德格雷想象着移动自己的手时,大脑的神经元能根据他想象的移动方向,发出不同的电信号。

神经信号通过放置在德格雷头皮上的两个小设备传输到电脑上,通过复杂的算法将脑子中假想的运动转换为屏幕上的光标移动。

现在,受试者的打字速度能达到每分钟 20 到 40 字符,相当于每分钟能打 4 和 8 个单词。

不过这项研究目前还存在争议,争议点在于安全问题,植入物是否安全?

理想中的系统应该是可以可以完全植入,并且能无线使用,能够持续使用 24 小时而且不需要校准与调试。但现在科学界还无法做到,不过相信会有实现的一天。

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