berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

dengan hanya menanamkan chip elektroda di otak dan sumsum tulang belakang dan membangun "bypass saraf" antara otak dan sumsum tulang belakang, pasien lumpuh dapat memperoleh kembali kendali mandiri atas otot-otot mereka dan mendapatkan kembali kemampuan untuk berdiri dan berjalan dengan anggota tubuh bagian bawah. .

pada tanggal 5 oktober, seorang reporter dari the paper (www.thepaper.cn) mengetahui dari universitas fudan bahwa tim guru muda dari institut sains dan teknologi kecerdasan yang terinspirasi otak fudan dan fumin mengembangkan generasi baru antarmuka serebrospinal yang dapat ditanamkan untuk pasien. dengan cedera tulang belakang. peralatan yang memberikan harapan bagi pasien cedera tulang belakang yang dapat berdiri dan berjalan. baru-baru ini, proyek terkait "pengembangan teknologi dan sistem utama untuk antarmuka otak-tulang belakang yang dapat ditanam" menonjol di antara sekitar 1.400 peserta dan memenangkan kompetisi inovasi teknologi disruptif nasional tahun 2024. uji klinis pertama diharapkan dapat dilakukan pada akhir tahun tahun.

dengan penanaman elektroda invasif minimal, pasien lumpuh mungkin dapat berjalan dengan lancar

sebagai “jalan raya informasi” yang menghubungkan otak dan sistem saraf tepi, jika sumsum tulang belakang rusak, instruksi dari otak tidak dapat diteruskan ke otot, dan pasien kehilangan kemampuan untuk bergerak secara mandiri. bagaimana cara membuatnyacedera sumsum tulang belakangmemulihkan kemampuan gerak pasien lumpuh selalu menjadi masalah besar dalam komunitas medis.

karena kerusakan saraf yang tidak dapat diperbaiki, pengobatan yang ada saat ini untuk pasien dengan cedera sumsum tulang belakang memiliki efektivitas yang terbatas. hingga beberapa tahun terakhir, penelitian telah mengkonfirmasi bahwa stimulasi listrik epidural pada sumsum tulang belakang dapat mengaktifkan kembali aktivitas neuromuskular dan secara signifikan meningkatkan rehabilitasi motorik setelah cedera tulang belakang. pada tahun 2023, tim dr. grégoire courtine dari ecole polytechnique fédérale de lausanne di swiss melakukan penelitian. pada antarmuka serebrospinal. ini menerjemahkan sinyal otak dan secara elektrik menstimulasi area yang relevan di ekstremitas bawah sumsum tulang belakang, menghubungkan jalur saraf otak dan sumsum tulang belakang, memungkinkan pasien dengan quadriplegia untuk berjalan secara mandiri, dan bahkan membentuk kembali sinapsis di area cedera sumsum tulang belakang, memungkinkan pasien untuk berjalan tanpa rangsangan.

meskipun tim swiss pada awalnya telah memverifikasi kemungkinan antarmuka serebrospinal untuk mencapai pemulihan fungsional pada pasien dengan cedera tulang belakang, masih banyak kekurangan dalam aspek seperti decoding gerakan listrik otak, rekonstruksi akar saraf tulang belakang yang dipersonalisasi, integrasi sistem dan aplikasi klinis. menanggapi permasalahan tersebut, tim jiafumin melakukan penelitian dan pengembangan teknologi antarmuka otak-tulang belakang generasi baru, yang memiliki karakteristik "presisi tinggi, throughput tinggi, integrasi tinggi, dan latensi rendah".

bagaimana merangsang akar saraf tulang belakang secara akurat dan secara bergantian mengaktifkan kelompok otot yang sesuai pada ekstremitas bawah untuk merekonstruksi gaya berjalan adalah tantangan inti pertama. untuk mengatasi masalah ini, tim jia fumin menggunakan peralatan pencitraan resonansi magnetik 3t dari pusat pencitraan zhangjiang untuk secara inovatif merancang skema pencitraan yang mencakup beberapa rangkaian pemindaian, dan membangun model algoritma rekonstruksi otomatis berdasarkan label buatan untuk secara akurat menangkap struktur akar saraf tulang belakang. dari fitur segmen lumbosakral. data yang relevan dan model akar saraf tulang belakang individual yang dihasilkan baru-baru ini bersumber terbuka, memberikan dukungan bagi para ahli di bidang rehabilitasi neurologis untuk melakukan penelitian dasar tentang neuroregulasi sumsum tulang belakang.

model 3d rekonstruksi gambar akar saraf tulang belakang. gambar-gambar dalam artikel ini semuanya berasal dari "universitas fudan"akun resmi wechat

selain itu, proses berjalan yang ideal memerlukan optimalisasi real-time dan penyesuaian parameter stimulasi spatiotemporal sumsum tulang belakang berdasarkan hasil pergerakan postur ekstremitas bawah, sehingga memerlukan pemantauan gaya berjalan secara real-time. tim jiafumin menggunakan teknologi multi-modal seperti penangkapan gerak inframerah, elektromiografi, sensor inersia, dan bantalan tekanan plantar untuk membangun gaya berjalan sehat dan berbagai kumpulan data gaya berjalan abnormal, serta membangun model algoritme untuk mencapai lintas populasi, lintas modalitas, dan lintas populasi. - jenis pelacakan kiprah berkelanjutan berkinerja tinggi, meletakkan dasar bagi teknologi antarmuka otak-tulang belakang.

pemantauan lintasan gaya berjalan multi-modal secara real-time

solusi antarmuka otak-tulang belakang yang ada mengadopsi model implantasi multi-perangkat, yang memerlukan implantasi dua perangkat akuisisi eeg di korteks motorik kiri dan kanan otak serta perangkat stimulasi sumsum tulang belakang di sumsum tulang belakang. tim jiafumin mengusulkan rencana desain sistem "tiga-dalam-satu", yang mengintegrasikan tiga perangkat ke dalam satu perangkat mikro implan tengkorak, yang tidak hanya mengurangi luka pasca operasi pasien, namun juga memungkinkan integrasi pengumpulan dan stimulasi, memungkinkan pasien untuk secara mandiri gerakan dikendalikan dalam putaran tertutup. solusi ini dapat mentransfer proses decoding dari luar tubuh ke dalam tubuh, meningkatkan stabilitas dan efisiensi pengumpulan sinyal eeg, dan pada akhirnya mencapai kecepatan decoding dan keluaran instruksi stimulasi 100 milidetik - waktu reaksi orang normal adalah sekitar 200 milidetik artinya di masa depan, pasien cedera tulang belakang akan memiliki gaya berjalan yang lebih natural dan mulus.

sepuluh tahun mengasah pedang, “merayap maju” menghadapi permasalahan dunia

dari 2010 hingga 2020, sebagai salah satu anggota inti pusat penelitian teknik nasional untuk neuromodulasi yang dipimpin oleh akademisi li luming, jia fumin berpartisipasi dalam penelitian dan pengembangan serta transformasi klinis peralatan neuromodulasi implan generasi pertama di negara saya, dan di bawah bimbingan dari akademisi li luming, ia mengembangkan alat pacu jantung otak frekuensi variabel internasional pertama yang memecahkan masalah klinis dalam mengendalikan gejala kompleks penyakit parkinson. sebagai seseorang yang telah menyaksikan seluruh proses industri neuromodulasi negara saya mulai dari "pelacakan", "paralel" hingga "memimpin", jia fumin memiliki pemahaman mendalam tentang sulitnya mengubah kebutuhan klinis menjadi hasil penelitian ilmiah.

“dalam hidup, anda harus memilih untuk melakukan hal-hal yang sulit dan benar, dan menulis tesis anda tentang tanah air.” sangat dipengaruhi oleh konsep ini, jia fumin mengalihkan perhatiannya ke bidang penelitian antarmuka otak-tulang belakang, yang juga merupakan “dunia”. masalah", berharap untuk membawa masa lalu ke permukaan. pengalaman diterapkan pada pasien dengan cedera tulang belakang.

"laporan survei 2023 tentang kualitas hidup dan beban penyakit penderita cedera tulang belakang di tiongkok" menunjukkan bahwa terdapat 3,74 juta pasien cedera tulang belakang di tiongkok, dan sekitar 90.000 pasien baru dengan cedera tulang belakang bertambah setiap tahunnya. “jika pasien lumpuh bisa berdiri, itu akan menjadi terobosan dari 0 menjadi 1.” namun, tidak mudah untuk mengatasi masalah besar ini. jia fumin memperkirakan bahwa dibutuhkan setidaknya sepuluh tahun bagi teknologi antarmuka otak-tulang belakang untuk beralih dari penelitian dasar ke penerjemahan klinis, dan dia siap untuk pertempuran yang berlarut-larut.

profesor jia fumin

institut sains dan teknologi kecerdasan yang terinspirasi otak universitas fudan (disebut sebagai "institut yang terinspirasi otak") adalah salah satu lembaga penelitian silang paling awal dalam ilmu otak dan penelitian mutakhir yang terinspirasi otak yang didirikan oleh universitas dalam negeri melakukan penelitian yang terinspirasi dari otak dan otak dalam menghadapi batas-batas ilmu pengetahuan dan teknologi global serta strategi nasional. inovasi orisinal utama dalam teori dasar yang diilhami otak, penelitian teknologi mutakhir, dan transformasi aplikasi. pada tahun 2020, jia fumin bergabung dengan brain institute secara penuh dan terus melakukan penelitian di lingkungan akademik internasional yang mendorong orisinalitas, eksplorasi bebas, dan kerja sama multidisiplin. “saya mendapat banyak manfaat dari landasan mendalam fudan dalam pengobatan dasar, kecerdasan buatan, dan neuroimaging,” kata jia fumin.

pada rapat seleksi dosen pembimbing, liu jionghui, calon doktor bidang teknik biomedis tahun 2022, memilih bergabung dengan tim jiafumin dan menjadi mahasiswa pertama dalam tim tersebut. "saya berharap dapat melakukan sesuatu yang berarti bagi masyarakat selama saya phd dan menyadari nilai saya sendiri dalam proses tersebut." liu jionghui saat ini terutama bertanggung jawab atas rekonstruksi gambar mri pada akar saraf tulang belakang, pemodelan individual, dan perhitungan simulasi model neuromuskuloskeletal, memberikan pasien dengan hasil yang tinggi. -konstruksi akar saraf presisi dan program stimulasi yang dipersonalisasi.

liu jionghui, kandidat doktor tahun 2022 di bidang teknik biomedis, bergabung dengan tim jiafumin

sejak itu, jia fumin diam-diam "mengutak-atik" antarmuka otak-tulang belakang dengan satu atau dua mahasiswa. sekarang, tim peneliti industri-universitas memiliki hampir 30 orang. dia menyebut proses penelitiannya selama bertahun-tahun "merayap ke depan", "menjauhi suara-suara luar dan belajar diam-diam sampai dia melihat pasien lumpuh berjalan lagi." dengan dukungan kuat dari pusat inovasi sains dan teknologi fudan-baoshan dan institut otak, jia fumin secara aktif mendirikan laboratorium antarmuka serebrospinal. arah penelitian utamanya adalah pemulihan dan rekonstruksi fungsi berjalan ekstremitas bawah pada pasien dengan cedera tulang belakang, dan seterusnya atas dasar ini, ia mengeksplorasi teknologi neuromodulasi. potensi penerapan dalam berbagai indikasi.

selama empat tahun terakhir, tim ini secara bersamaan melakukan penelitian dasar, pengembangan perangkat lunak, iterasi algoritme, verifikasi eksperimental, dan pekerjaan lainnya. saat ini, tim tersebut pada awalnya telah menyelesaikan akumulasi teknologi utama untuk stimulasi spasial-temporal sumsum tulang belakang dan antarmuka otak-tulang belakang. dan telah mencapai bukti konsep pada hewan, memenuhi kondisi yang diperlukan untuk penerapan klinis. diharapkan pada akhir tahun ini, tim dapat bekerja sama dengan ahli terkait dari rumah sakit tersier dalam negeri untuk melakukan uji klinis pertama.

pada tahap berikutnya, jiafumin berencana menyelesaikan pengembangan produk dan transformasi klinis dari teknologi utama untuk antarmuka cerebrospinal yang dapat ditanamkan. pada saat yang sama, kami terus mengembangkan serangkaian metode dan teknologi neuromodulasi baru untuk pasien dengan cedera tulang belakang, seperti pengembangan peralatan neuromodulasi yang dapat dipakai dan sistem pemantauan gerakan multi-modal untuk pasien dengan gejala ringan, untuk mengurangi rasa sakit. keluarga pasien cedera tulang belakang dan keluarganya dalam skala yang lebih besar.

dalam jangka panjang, dengan visi "teknologi orisinal yang melayani dunia", tim jiafumin berharap dapat membangun sistem kekayaan intelektual independen untuk antarmuka otak-tulang belakang yang cerdas melalui pengembangan tiga jenis perangkat medis inovatif yang dapat ditanamkan secara aktif, sehingga 20 juta pasien cedera tulang belakang di seluruh dunia dapat memperoleh manfaat darinya.