uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

yksinkertaisesti implantoimalla elektrodisiruja aivoihin ja selkäytimeen ja rakentamalla "hermoohitus" aivojen ja selkäytimen välille halvaantuneiden potilaiden on mahdollista saada takaisin itsenäinen lihasten hallinta ja kyky seistä ja kävellä alaraajoissaan. .

lokakuun 5. päivänä the paperin (www.thepaper.cn) toimittaja sai tietää fudanin yliopistosta, että nuorista opettajista koostuva ryhmä fudanin inspiroima älykkyystieteen ja -teknologian instituutista ja fuminista kehitti uuden sukupolven implantoitavan aivo-selkäydinrajapinnan potilaille. selkäydinvammojen kanssa. äskettäin asiaan liittyvä projekti "istutettavien aivo-selkäydinrajapintojen avainteknologioiden ja järjestelmien kehittäminen" erottui noin 1 400 ehdotuksen joukosta ja voitti vuoden 2024 kansallisen häiritsevän teknologian innovaatiokilpailun. ensimmäisen kliinisen tutkimuksen odotetaan tapahtuvan vuoden loppuun mennessä vuosi.

kun minimaalisesti invasiiviset elektrodit on istutettu, halvaantuneet potilaat voivat pystyä kävelemään sujuvasti

aivoja ja ääreishermostoa yhdistävänä "informaation valtatienä" selkäytimen vaurioituessa aivojen ohjeita ei voida välittää lihaksiin ja potilas menettää kykynsä liikkua itsenäisesti. miten tehdäselkäydinvammaliikkumiskyvyn palauttaminen halvaantuneille potilaille on aina ollut suuri ongelma lääketieteellisessä yhteisössä.

hermovaurioiden peruuttamattomuudesta johtuen nykyisten selkäydinvammapotilaiden hoitojen tehokkuus on rajallinen. viime vuosiin asti tutkimukset ovat vahvistaneet, että selkäytimen epiduraalinen sähköstimulaatio voi aktivoida hermo-lihastoiminnan uudelleen ja edistää merkittävästi selkäydinvamman jälkeistä motorista kuntoutusta vuonna 2023 sveitsin ecole polytechnique fédérale de lausannen työryhmä teki tutkimusta. aivo-selkäydinrajapinnoilla se dekoodaa aivojen signaaleja ja stimuloi sähköisesti selkäytimen alaraajojen alueita yhdistäen aivojen ja selkäytimen hermopolkuja, jolloin quadriplegiasta kärsivät potilaat voivat kävellä itsenäisesti ja jopa muotoilee uudelleen selkäydinvamma-alueiden synapsit. antaa potilaille mahdollisuuden kävellä ilman stimulaatiota. kyky hallita halvaantuneita lihaksia.

vaikka sveitsiläinen tiimi on alun perin varmistanut aivo-selkäydinrajapinnan mahdollisuuden saada aikaan toiminnallinen palautuminen potilailla, joilla on selkäydinvamma, on edelleen monia puutteita sellaisissa asioissa kuin aivojen sähköliikkeiden dekoodaus, selkäytimen hermojuurien yksilöllinen rekonstruointi, järjestelmän integrointi ja kliininen sovellus. vastauksena näihin ongelmiin jiafuminin tiimi tutki ja kehitti uuden sukupolven aivojen ja selkärangan rajapintateknologiaa, jonka ominaisuudet ovat "korkea tarkkuus, suuri suorituskyky, korkea integraatio ja pieni latenssi".

ensimmäinen ydinhaaste on, kuinka tarkasti stimuloida selkäydinhermojuuria ja aktivoida vuorotellen alaraajojen vastaavat lihasryhmät rekonstruoidakseen kävelyn. tämän ongelman ratkaisemiseksi jia fuminin tiimi käytti zhangjiang imaging centerin 3t magneettikuvauslaitteistoa suunnitellakseen innovatiivisesti kuvantamisjärjestelmän, joka sisältää useita skannaussekvenssejä, ja rakensi automatisoidun rekonstruktioalgoritmimallin, joka perustuu keinotekoisiin etiketteihin, jotta selkäytimen hermojuuren rakenne saadaan tarkasti kiinni. lumbosakraalisen segmentin ominaisuus. relevantti data ja tuotettu yksilöllinen selkäytimen hermojuurimalli on hiljattain saatu avoimesta lähdekoodista, mikä tarjoaa tukea neurologisen kuntoutuksen asiantuntijoille selkäytimen hermosäätelyn perustutkimuksen tekemiseen.

3d-malli selkäytimen hermojuuren kuvan rekonstruktiosta. kaikki tämän artikkelin kuvat ovat peräisin "fudanin yliopisto"wechatin virallinen tili

lisäksi ihanteellinen kävelyprosessi vaatii reaaliaikaista optimointia ja selkäytimen spatiotemporaalisen stimulaation parametrien säätämistä alaraajan asennon liiketulosten perusteella, mikä edellyttää kävelyn reaaliaikaista seurantaa. jiafumin-tiimi käyttää multimodaalisia tekniikoita, kuten infrapunaliikkeen sieppausta, elektromyografiaa, inertiaantureita ja plantaarisia painetyynyjä terveen kävelyn ja erilaisten epänormaalien kävelytietosarjojen muodostamiseen sekä algoritmimallien luomiseen ristipopulaatioiden, crossmodaalisuuden ja ristikkäisyyden saavuttamiseksi. - jatkuvan kävelyradan tyyppi korkean suorituskyvyn seuranta, joka luo perustan aivojen ja selkärangan rajapintateknologialle.

multimodaalinen reaaliaikainen kävelyradan seuranta

nykyisessä aivo-selkäydinrajapintaratkaisussa käytetään usean laitteen implantaatiomallia, joka edellyttää kahden eeg-kuvauslaitteen istuttamista aivojen vasempaan ja oikeaan motoriseen aivokuoreen ja selkäydinstimulaatiolaitteen selkäytimeen. jiafumin-tiimi ehdotti "kolme yhdessä" -järjestelmän suunnittelusuunnitelmaa, jossa kolme laitetta integroidaan yhdeksi kallon implantoitavaksi mikrolaitteeseen, mikä ei ainoastaan ​​vähennä potilaan leikkauksen jälkeisiä haavoja, vaan mahdollistaa myös keräyksen ja stimulaation yhdistämisen, jolloin potilas voi itsenäisesti liikettä ohjataan suljetussa piirissä. tämä ratkaisu voi siirtää dekoodausprosessin kehon ulkopuolelta kehoon, parantaa eeg-signaalin keräämisen vakautta ja tehokkuutta ja lopulta saavuttaa 100 millisekunnin dekoodausnopeuden ja stimulaatioohjeiden ulostulon – normaalin ihmisen reaktioaika on noin 200 millisekuntia. , mikä tarkoittaa, että tulevaisuudessa selkäydinvammapotilailla on luonnollisempi ja sujuvampi kävelykulku.

kymmenen vuotta miekan teroitusta, "hiipimistä eteenpäin" maailman ongelmien edessä

vuodesta 2010 vuoteen 2020 jia fumin osallistui akateemikko li lumingin johtaman kansallisen neuromodulaation tutkimuskeskuksen ydinjäsenenä kotimaani ensimmäisen sukupolven implantoitavien neuromodulaatiolaitteiden tutkimukseen, kehitykseen ja kliiniseen transformaatioon ja hänen ohjauksessaan. akateemikko li lumingin, hän kehitti kansainvälisen ensimmäinen vaihtuvataajuinen aivotahdistin ratkaisee kliinisen ongelman parkinsonin taudin monimutkaisten oireiden hallinnassa. henkilönä, joka on nähnyt kotimaani neuromodulaatioteollisuuden koko prosessin "seuraamisesta", "rinnakkaisesta" "johtamiseen", jia fuminilla on syvä ymmärrys kliinisten tarpeiden muuttamisesta tieteellisiksi tutkimustuloksiksi.

"elämässä kannattaa tehdä vaikeita ja oikeita asioita ja kirjoittaa opinnäytetyösi isänmaasta. tämän käsitteen vaikutuksesta jia fumin kiinnitti huomionsa aivojen ja selkärangan rajapintatutkimuksen alaan, joka on myös "maailma". ongelma", toivoen tuovansa menneisyyden etualalle. kokemusta sovelletaan potilaisiin, joilla on selkäydinvamma.

vuoden 2023 tutkimusraportti selkäydinvammaisten ihmisten elämänlaadusta ja tautitaakasta kiinassa osoittaa, että kiinassa on 3,74 miljoonaa selkäydinvammaista kärsivää potilasta, ja joka vuosi lisätään noin 90 000 uutta selkäydinvammapotilasta. "jos halvaantuneet potilaat pystyvät seisomaan, se on läpimurto nollasta yhteen. tästä suuresta ongelmasta ei kuitenkaan ole helppoa päästä eroon." jia fumin ennustaa, että aivojen ja selkärangan rajapintatekniikan siirtyminen perustutkimuksesta kliiniseen käännökseen kestää vähintään kymmenen vuotta, ja hän on valmis pitkittyneeseen taisteluun.

professori jia fumin

fudan university institute of brain-inspired intelligence science and technology ("brain-inspired institute") on yksi varhaisimmista kotimaisten yliopistojen perustamista aivotieteen ja aivoinspiroidun huippututkimuksen poikkitutkimuslaitoksista suorittaa aivojen ja aivojen inspiroimaa tutkimusta suurten maailmanlaajuisten tieteen ja teknologian rajojen ja kansallisten strategioiden edessä. vuonna 2020 jia fumin liittyi brain instituteen päätoimisesti ja jatkoi tutkimuksen tekemistä kansainvälisessä akateemisessa ympäristössä, joka kannustaa omaperäisyyteen, vapaaseen tutkimiseen ja monitieteiseen yhteistyöhön. "olen hyötynyt paljon fudanin syvällisestä perustasta lääketieteen, tekoälyn ja neurokuvantamisen alalla", sanoi jia fumin.

ohjaajan valintakokouksessa liu jionghui, vuoden 2022 biolääketieteen tekniikan tohtorikandidaatti, päätti liittyä jiafumin-tiimiin ja hänestä tuli ryhmän ensimmäinen opiskelija. "toivon voivani tehdä jotain merkityksellistä yhteiskunnalle tohtorintutkinnon aikana ja ymmärtää oman arvoni tässä prosessissa, ja liu jionghui vastaa tällä hetkellä pääasiassa selkärangan hermojuurten mri-kuvan rekonstruoinnista, yksilöllisestä mallintamisesta ja neuromuskuloskeletaalisen mallin simulaatiolaskelmista. -tarkka hermojuuren rakentaminen ja yksilölliset stimulaatioohjelmat.

liu jionghui, vuoden 2022 biolääketieteen tekniikan tohtorikandidaatti, liittyy jiafumin-tiimiin

sittemmin jia fumin on hiljaa "tuttanut" aivo-selkäydinrajapintaa yhden tai kahden opiskelijan kanssa. nyt teollisuuden ja yliopiston tutkimusryhmässä on lähes 30 henkilöä. hän kutsui vuosien mittaista tutkimusprosessiaan "hiipimään eteenpäin", "pysymään poissa ulkopuolisista äänistä ja opiskelemaan hiljaa, kunnes näki halvaantuneiden potilaiden kävelevän jälleen". fudan-baoshanin tiede- ja teknologiainnovaatiokeskuksen ja brain instituten vahvalla tuella jia fumin perusti aktiivisesti aivo-selkäydinrajapintalaboratorion. päätutkimussuunta on alaraajojen kävelytoiminnan palautuminen ja rekonstruktio potilailla, joilla on selkäydinvamma tältä pohjalta se tutkii neuromodulaatioteknologiaa useissa käyttöaiheissa.

viimeisen neljän vuoden aikana ryhmä on suorittanut samanaikaisesti perustutkimusta, ohjelmistokehitystä, algoritmien iterointia, kokeellista verifiointia ja muita töitä. tällä hetkellä se on alun perin saanut päätökseen selkäytimen spatiotemporaalisen stimulaation ja aivo-selkäydinrajapinnan avainteknologioiden keräämisen. ja on saavuttanut todisteet konseptista eläimissä, mikä täyttää kliinisen käytön edellytykset. tämän vuoden loppuun mennessä tiimin odotetaan tekevän yhteistyötä kotimaisten korkea-asteen sairaaloiden asiaankuuluvien asiantuntijoiden kanssa ensimmäisen kliinisen tutkimuksen suorittamiseksi.

seuraavassa vaiheessa jiafumin aikoo saattaa päätökseen implantoitavien aivo-selkäydinrajapintojen avainteknologioiden tuotekehityksen ja kliinisen muutoksen. samanaikaisesti jatkamme sarjan uusien neuromodulaatiomenetelmien ja -tekniikoiden kehittämistä potilaille, joilla on selkäydinvamma, kuten puettavien neuromodulaatiolaitteiden ja multimodaalisten liikkeenvalvontajärjestelmien kehittämistä potilaille, joilla on lieviä oireita. selkäydinvammapotilaiden perheille ja heidän perheilleen laajemmassa mittakaavassa.

pitemmällä aikavälillä, visio "alkuperäinen teknologia palvelee maailmaa", jiafumin-tiimi toivoo perustavansa riippumattoman immateriaalioikeusjärjestelmän älykkäille aivo-selkäydinrajapinnoille kehittämällä kolmenlaisia ​​aktiivisia implantoitavia innovatiivisia lääketieteellisiä laitteita, jotta 20 miljoona selkäydinvammapotilasta ympäri maailmaa voi hyötyä siitä.