νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

με την απλή εμφύτευση τσιπ ηλεκτροδίων στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό και τη δημιουργία μιας «νευρικής παράκαμψης» μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού, οι παράλυτοι ασθενείς μπορεί να είναι σε θέση να ανακτήσουν τον ανεξάρτητο έλεγχο των μυών τους και να ανακτήσουν την ικανότητα να στέκονται και να περπατούν στα κάτω άκρα τους.

μια ομάδα νεαρών δασκάλων από το fudan institute of brain-inspired intelligence science and technology στο πανεπιστήμιο fudan ανέπτυξε μια νέα γενιά εμφυτεύσιμων συσκευών διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού για ασθενείς με κακώσεις του νωτιαίου μυελού, φέρνοντας ελπίδα σε ασθενείς με κακώσεις νωτιαίου μυελού ότι μπορούν να αντέξουν και περπατήστε.

πρόσφατα, το σχετικό έργο "ανάπτυξη βασικών τεχνολογιών και συστημάτων για εμφυτεύσιμες διεπαφές εγκεφάλου-νωτιαίου" ξεχώρισε μεταξύ περίπου 1.400 συμμετοχών και κέρδισε τον εθνικό διαγωνισμό καινοτομίας διαταραχής τεχνολογίας 2024. η πρώτη κλινική δοκιμή αναμένεται να πραγματοποιηθεί μέχρι το τέλος του έτος.

με τα ελάχιστα επεμβατικά ηλεκτρόδια εμφυτευμένα, οι παράλυτοι ασθενείς μπορεί να είναι σε θέση να περπατούν ομαλά

ως «οδικός δρόμος πληροφοριών» που συνδέει τον εγκέφαλο και το περιφερικό νευρικό σύστημα, εάν ο νωτιαίος μυελός υποστεί βλάβη, οι οδηγίες από τον εγκέφαλο δεν μπορούν να μεταδοθούν στους μύες και ο ασθενής χάνει την ικανότητα να κινείται ανεξάρτητα. ο τρόπος αποκατάστασης της κινητικής ικανότητας σε ασθενείς με παράλυση που προκαλείται από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού ήταν πάντα ένα σημαντικό πρόβλημα στην ιατρική κοινότητα.

λόγω της μη αναστρέψιμης βλάβης των νεύρων, οι τρέχουσες θεραπείες για ασθενείς με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού έχουν περιορισμένη αποτελεσματικότητα. μέχρι τα τελευταία χρόνια, οι μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι η επισκληρίδιος ηλεκτρική διέγερση του νωτιαίου μυελού μπορεί να ενεργοποιήσει εκ νέου τη νευρομυϊκή δραστηριότητα και να προωθήσει σημαντικά την κινητική αποκατάσταση μετά από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού το 2023, η ομάδα του δρ. grégoire courtine της ecole polytechnique fédérale de lausanne στην ελβετία. αποκωδικοποιεί εγκεφαλικά σήματα και διεγείρει ηλεκτρικά τις σχετικές περιοχές των κάτω άκρων του νωτιαίου μυελού, συνδέοντας τις νευρικές οδούς του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού, επιτρέποντας στους ασθενείς με τετραπληγία να περπατούν αυτόνομα και ακόμη και να αναδιαμορφώνει τις συνάψεις σε περιοχές τραυματισμού του νωτιαίου μυελού. που επιτρέπει στους ασθενείς να περπατούν χωρίς διέγερση.

παρόλο που η ελβετική ομάδα επαλήθευσε αρχικά τη δυνατότητα εγκεφαλονωτιαίας διεπαφής για την επίτευξη λειτουργικής αποκατάστασης σε ασθενείς με κάκωση νωτιαίου μυελού, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές ελλείψεις σε θέματα όπως η αποκωδικοποίηση της ηλεκτρικής κίνησης του εγκεφάλου, η εξατομικευμένη ανακατασκευή των ριζών του νωτιαίου νεύρου, η ολοκλήρωση του συστήματος και η κλινική εφαρμογή. ως απάντηση σε αυτά τα προβλήματα, η ομάδα jiafumin ανέπτυξε μια νέα γενιά τεχνολογίας διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού, η οποία έχει τα χαρακτηριστικά «υψηλής ακρίβειας, υψηλής απόδοσης, υψηλής ενσωμάτωσης και χαμηλής καθυστέρησης».

πώς να διεγείρετε με ακρίβεια τις ρίζες των νωτιαίων νεύρων και να ενεργοποιήσετε εναλλάξ τις αντίστοιχες μυϊκές ομάδες των κάτω άκρων για την αναδόμηση του βαδίσματος βάδισης είναι η πρώτη βασική πρόκληση. για να αντιμετωπίσει αυτό το ζήτημα, η ομάδα του jiafumin χρησιμοποίησε τον εξοπλισμό απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού 3t του zhangjiang imaging center για να σχεδιάσει καινοτόμα ένα σχήμα απεικόνισης που περιλαμβάνει πολλαπλές ακολουθίες σάρωσης και κατασκεύασε ένα μοντέλο αυτοματοποιημένου αλγορίθμου ανακατασκευής βασισμένο σε τεχνητές ετικέτες για να καταγράψει με ακρίβεια τη δομή της ρίζας του νωτιαίου νεύρου. το οσφυϊκό τμήμα. τα σχετικά δεδομένα και το εξατομικευμένο μοντέλο ρίζας νωτιαίου νεύρου που δημιουργήθηκε πρόσφατα κυκλοφόρησαν ανοιχτού κώδικα, παρέχοντας υποστήριξη σε ειδικούς στον τομέα της νευρολογικής αποκατάστασης για τη διεξαγωγή βασικής έρευνας για τη νευρορρύθμιση του νωτιαίου μυελού.

τρισδιάστατο μοντέλο ανακατασκευής εικόνας ρίζας νωτιαίου νεύρου. οι εικόνες σε αυτό το άρθρο προέρχονται όλες από τον επίσημο λογαριασμό wechat "πανεπιστήμιο fudan".

επιπλέον, η ιδανική διαδικασία βάδισης απαιτεί βελτιστοποίηση σε πραγματικό χρόνο και προσαρμογή των παραμέτρων χωροχρονικής διέγερσης του νωτιαίου μυελού με βάση τα αποτελέσματα κίνησης της στάσης του κάτω άκρου, η οποία απαιτεί παρακολούθηση της βάδισης σε πραγματικό χρόνο. η ομάδα jiafumin χρησιμοποιεί τεχνολογίες πολλαπλών τρόπων όπως λήψη υπέρυθρης κίνησης, ηλεκτρομυογραφία, αδρανειακούς αισθητήρες και πελματιαία μαξιλάρια πίεσης για να δημιουργήσει υγιή βάδιση και διάφορα σύνολα δεδομένων μη φυσιολογικής βάδισης, να δημιουργήσει μοντέλα αλγορίθμων και να επιτύχει διασταυρούμενο πληθυσμό, διασταύρωση και διασταύρωση - τύπος συνεχούς τροχιάς βάδισης παρακολούθησης υψηλής απόδοσης, που θέτει τα θεμέλια για την τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού.

πολυτροπική παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της τροχιάς βάδισης

η υπάρχουσα λύση διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού υιοθετεί ένα μοντέλο εμφύτευσης πολλαπλών συσκευών, το οποίο απαιτεί την εμφύτευση δύο συσκευών λήψης ηεγ στον αριστερό και δεξιό κινητικό φλοιό του εγκεφάλου και μια συσκευή διέγερσης νωτιαίου μυελού στο νωτιαίο μυελό. η ομάδα jiafumin πρότεινε ένα σχέδιο σχεδίασης συστήματος "τρία σε ένα", ενσωματώνοντας τρεις συσκευές σε μία κρανιακή εμφυτεύσιμη μικροσυσκευή, η οποία όχι μόνο μειώνει τα μετεγχειρητικά τραύματα του ασθενούς, αλλά επιτρέπει επίσης την ενσωμάτωση συλλογής και διέγερσης, επιτρέποντας στον ασθενή να ανεξάρτητα η κίνηση ελέγχεται σε κλειστό βρόχο. αυτή η λύση μπορεί να μεταφέρει τη διαδικασία αποκωδικοποίησης από έξω από το σώμα στο σώμα, να βελτιώσει τη σταθερότητα και την αποτελεσματικότητα της συλλογής σημάτων eeg και τελικά να επιτύχει ταχύτητα αποκωδικοποίησης και έξοδο εντολής διέγερσης 100 χιλιοστών του δευτερολέπτου - ο χρόνος αντίδρασης ενός κανονικού ατόμου είναι περίπου 200 χιλιοστά του δευτερολέπτου , που σημαίνει ότι στο μέλλον οι ασθενείς με κακώσεις του νωτιαίου μυελού θα έχουν πιο φυσικό και ομαλό βάδισμα.

δέκα χρόνια ακονίσματος του ξίφους, «σέρνεται μπροστά» μπροστά στα προβλήματα του κόσμου

πριν οδηγήσει μια ομάδα ανεξάρτητα για τη διεξαγωγή έρευνας σε συστήματα διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού, η jia fumin σπούδασε υπό τον ακαδημαϊκό li luming του πανεπιστημίου tsinghua και επικεντρώθηκε στην έρευνα στον τομέα της εμφυτεύσιμης νευροτροποποίησης.

από το 2010 έως το 2020, ως ένα από τα βασικά μέλη του εθνικού ερευνητικού κέντρου μηχανικής για τη νευροτροποποίηση με επικεφαλής τον ακαδημαϊκό li luming, η jia fumin συμμετείχε στην έρευνα και ανάπτυξη και κλινικό μετασχηματισμό της πρώτης γενιάς εμφυτεύσιμου εξοπλισμού νευροτροποποίησης της χώρας μου και υπό την καθοδήγηση του ακαδημαϊκού li luming, ανέπτυξε διεθνή ο πρώτος εγκεφαλικός βηματοδότης μεταβλητής συχνότητας λύνει το κλινικό πρόβλημα του ελέγχου των πολύπλοκων συμπτωμάτων της νόσου του πάρκινσον. ως άτομο που έχει δει ολόκληρη τη διαδικασία της βιομηχανίας νευροτροποποίησης της χώρας μου από την «παρακολούθηση», την «παράλληλη» έως την «οδηγία», η jia fumin έχει βαθιά κατανόηση των δυσκολιών της μετατροπής των κλινικών αναγκών σε αποτελέσματα επιστημονικής έρευνας.

«στη ζωή, θα πρέπει να επιλέξετε να κάνετε δύσκολα και σωστά πράγματα και να γράψετε τη διατριβή σας για τη μητέρα πατρίδα βαθιά επηρεασμένος από αυτήν την ιδέα, ο jia fumin έστρεψε την προσοχή του στον τομέα της έρευνας διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού, ο οποίος είναι επίσης ένας «κόσμος». πρόβλημα», ελπίζοντας να μεταμορφώσει την προηγούμενη εμπειρία που εφαρμόζεται σε ασθενείς με κάκωση νωτιαίου μυελού.

η «έκθεση έρευνας 2023 σχετικά με την ποιότητα ζωής και το βάρος ασθενειών των ατόμων με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού στην κίνα» δείχνει ότι υπάρχουν 3,74 εκατομμύρια ασθενείς με κάκωση νωτιαίου μυελού στην κίνα και περίπου 90.000 νέοι ασθενείς με κάκωση νωτιαίου μυελού προστίθενται κάθε χρόνο. «αν οι παράλυτοι ασθενείς μπορούν να σταθούν όρθιοι, θα είναι μια σημαντική ανακάλυψη από το 0 στο 1, ωστόσο, δεν είναι εύκολο να ξεπεραστεί αυτό το μεγάλο πρόβλημα». ο jia fumin προβλέπει ότι θα χρειαστούν τουλάχιστον δέκα χρόνια για να περάσει η τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού από τη βασική έρευνα στην κλινική μετάφραση και είναι έτοιμος για μια παρατεταμένη μάχη.

το πανεπιστημιακό ινστιτούτο επιστήμης και τεχνολογίας της νοημοσύνης εμπνευσμένο από τον εγκέφαλο (αναφέρεται ως «ινστιτούτο εμπνευσμένο από τον εγκέφαλο») είναι ένα από τα πρώτα ινστιτούτα διασταυρούμενης έρευνας για την επιστήμη του εγκεφάλου και την έρευνα αιχμής εμπνευσμένη από τον εγκέφαλο που ιδρύθηκε από εγχώρια πανεπιστήμια διεξαγωγή έρευνας εμπνευσμένη από τον εγκέφαλο ενόψει των σημαντικών παγκόσμιων επιστημονικών και τεχνολογικών συνόρων και των σημαντικών πρωτότυπων καινοτομιών σε βασικές θεωρίες εμπνευσμένες από τον εγκέφαλο, στην έρευνα τεχνολογίας αιχμής και στον μετασχηματισμό εφαρμογών. το 2020, η jia fumin εντάχθηκε στο brain institute με πλήρη απασχόληση και συνέχισε να διεξάγει έρευνα σε ένα διεθνές ακαδημαϊκό περιβάλλον που ενθαρρύνει την πρωτοτυπία, την ελεύθερη εξερεύνηση και τη διεπιστημονική συνεργασία. «έχω ωφεληθεί πολύ από τη βαθιά βάση του fudan στη βασική ιατρική, την τεχνητή νοημοσύνη και τη νευροαπεικόνιση», είπε η jia fumin.

στη συνάντηση επιλογής επόπτη, ο liu jionghui, υποψήφιος διδάκτορας του 2022 στη βιοϊατρική μηχανική, επέλεξε να ενταχθεί στην ομάδα jiafumin και έγινε ο πρώτος φοιτητής στην ομάδα. «ελπίζω να κάνω κάτι ουσιαστικό για την κοινωνία κατά τη διάρκεια του διδακτορικού μου και να συνειδητοποιήσω τη δική μου αξία στη διαδικασία, ο liu jionghui είναι επί του παρόντος κυρίως υπεύθυνος για την ανακατασκευή εικόνων της σπονδυλικής στήλης, την εξατομικευμένη μοντελοποίηση και τους υπολογισμούς προσομοίωσης νευρομυοσκελετικού μοντέλου ». -κατασκευή ακριβείας νευρικής ρίζας και εξατομικευμένα προγράμματα τόνωσης.

έκτοτε, η jia fumin «συνεργάζεται» αθόρυβα με τη διεπαφή εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού με έναν ή δύο φοιτητές τώρα, η ερευνητική ομάδα βιομηχανίας-πανεπιστημίου έχει σχεδόν 30 άτομα. ονόμασε την ερευνητική του διαδικασία όλα αυτά τα χρόνια «σέρνεται προς τα εμπρός», «μένει μακριά από εξωτερικούς ήχους και μελετά σιωπηλά μέχρι να δει παράλυτους ασθενείς να περπατούν ξανά». με την ισχυρή υποστήριξη του κέντρου καινοτομίας επιστήμης και τεχνολογίας fudan-baoshan και του ινστιτούτου εγκεφάλου, η jia fumin ίδρυσε ενεργά ένα εργαστήριο εγκεφαλονωτιαίας διεπαφής η κύρια ερευνητική κατεύθυνση είναι η ανάκτηση και η αναδόμηση της λειτουργίας βάδισης των κάτω άκρων σε ασθενείς με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού. σε αυτή τη βάση, διερευνά την τεχνολογία νευροτροποποίησης για εφαρμογή σε πολλαπλές ενδείξεις.

τα τελευταία τέσσερα χρόνια, η ομάδα έχει πραγματοποιήσει ταυτόχρονα βασική έρευνα, ανάπτυξη λογισμικού, επανάληψη αλγορίθμων, πειραματική επαλήθευση και άλλες εργασίες. και έχει επιτύχει απόδειξη της ιδέας σε ζώα, πληρώντας τις απαραίτητες προϋποθέσεις για κλινική εφαρμογή. αναμένεται ότι μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους, η ομάδα θα συνεργαστεί με σχετικούς εμπειρογνώμονες από εγχώρια τριτοβάθμια νοσοκομεία για τη διεξαγωγή της πρώτης κλινικής δοκιμής.

στο επόμενο στάδιο, η jiafumin σχεδιάζει να ολοκληρώσει την ανάπτυξη προϊόντων και τον κλινικό μετασχηματισμό βασικών τεχνολογιών για εμφυτεύσιμες εγκεφαλονωτιαίες διεπαφές. ταυτόχρονα, συνεχίζουμε να αναπτύσσουμε μια σειρά νέων μεθόδων και τεχνολογιών νευροτροποποίησης για ασθενείς με τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού, όπως η ανάπτυξη φορητού εξοπλισμού νευροτροποποίησης και πολυτροπικών συστημάτων παρακολούθησης κίνησης για ασθενείς με ήπια συμπτώματα, για την ανακούφιση του πόνου οι οικογένειες και οι οικογένειες ασθενών με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού σε μεγαλύτερη κλίμακα κοινωνική ιατρική επιβάρυνση.

μακροπρόθεσμα, με το όραμα της «αρχικής τεχνολογίας που εξυπηρετεί τον κόσμο», η ομάδα jiafumin ελπίζει να δημιουργήσει ένα ανεξάρτητο σύστημα πνευματικής ιδιοκτησίας για έξυπνες διεπαφές εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού μέσω της ανάπτυξης τριών τύπων ενεργών εμφυτεύσιμων καινοτόμων ιατρικών συσκευών, έτσι ώστε 20 εκατομμύρια ασθενείς με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού σε όλο τον κόσμο μπορούν να επωφεληθούν από αυτό.

η ανατρεπτική τεχνολογική καινοτομία απαιτεί μια σταθερή ροή φρέσκου αίματος. τον αύγουστο του τρέχοντος έτους, το κέντρο νευροτροποποίησης και ερευνών διασύνδεσης εγκεφάλου-υπολογιστή του πανεπιστημίου fudan ιδρύθηκε επίσημα ως επικεφαλής της διεύθυνσης εγκεφαλονωτιαίας διεπαφής του κέντρου, η jia fumin καλωσορίζει νέους φοιτητές στη βασική ιατρική, την επιστήμη των υλικών, την επιστήμη των υπολογιστών, τα μαθηματικά και τη φυσική. η ομάδα έχει εξερευνήσει μια διαδρομή για την καλλιέργεια ταλέντων στους τομείς της νευροτροποποίησης και της διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή μέσω της έρευνας και της ανάπτυξης έργων διεπαφής εγκεφάλου-νωτιαίου μυελού. "πιστεύω ότι όλο και περισσότερα ταλέντα νευροτροποποίησης θα μεγαλώσουν στο πανεπιστήμιο fudan στο μέλλον."