новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

просто имплантировав электродные чипы в головной и спинной мозг и построив «нервный обход» между головным и спинным мозгом, парализованные пациенты могут восстановить независимый контроль над своими мышцами и восстановить способность стоять и ходить в нижних конечностях. .

5 октября репортер газеты the paper (www.thepaper.cn) узнал из фуданьского университета, что команда молодых преподавателей из фуданьского института интеллектуальных наук и технологий, основанных на мозге, и компании fumin разработали новое поколение имплантируемого спинномозгового интерфейса для пациентов. с травмами спинного мозга. оборудование, дающее надежду пациентам с травмами спинного мозга, способным стоять и ходить. недавно соответствующий проект «разработка ключевых технологий и систем для имплантируемых мозго-спинномозговых интерфейсов» выделился среди примерно 1400 заявок и выиграл национальный конкурс инноваций в области прорывных технологий 2024 года. ожидается, что первое клиническое испытание будет проведено к концу конкурса. год.

благодаря имплантации минимально инвазивных электродов парализованные пациенты смогут плавно ходить.

являясь «информационной магистралью», соединяющей головной мозг и периферическую нервную систему, при повреждении спинного мозга инструкции от головного мозга не могут передаваться к мышцам, и больной теряет способность самостоятельно передвигаться. как сделатьтравма спинного мозгавосстановление двигательной способности парализованных пациентов всегда было серьезной проблемой медицинского сообщества.

из-за необратимости повреждения нервов современные методы лечения пациентов с травмой спинного мозга имеют ограниченную эффективность. до последних лет исследования подтверждали, что эпидуральная электрическая стимуляция спинного мозга может реактивировать нервно-мышечную активность и значительно способствовать двигательной реабилитации после травмы спинного мозга. в 2023 году команда доктора грегуара куртина из федеральной политехнической школы лозанны в швейцарии провела исследование. на цереброспинальных интерфейсах он декодирует сигналы головного мозга и электрически стимулирует соответствующие области нижних конечностей спинного мозга, соединяя нервные пути головного и спинного мозга, позволяя пациентам с квадриплегией ходить автономно и даже изменяет форму синапсов в местах повреждения спинного мозга. предоставление пациентам возможности ходить без стимуляции. возможность произвольного управления парализованными мышцами.

хотя швейцарская команда первоначально подтвердила возможность цереброспинального интерфейса для достижения функционального восстановления у пациентов с травмой спинного мозга, все еще существует много недостатков в таких аспектах, как декодирование электрических движений мозга, персонализированная реконструкция корешков спинномозговых нервов, системная интеграция и клиническое применение. в ответ на эти проблемы команда цзяфумина провела исследование и разработку нового поколения технологии интерфейса головного и спинного мозга, которая обладает характеристиками «высокой точности, высокой пропускной способности, высокой интеграции и низкой задержки».

как точно стимулировать корешки спинномозговых нервов и поочередно активировать соответствующие группы мышц нижних конечностей, чтобы восстановить походку при ходьбе, является первой основной задачей. чтобы решить эту проблему, команда цзя фуминя использовала оборудование магнитно-резонансной томографии 3t центра визуализации чжанцзян для инновационной разработки схемы визуализации, включающей несколько последовательностей сканирования, и построила модель алгоритма автоматической реконструкции на основе искусственных меток для точного захвата структуры корешков спинномозговых нервов. особенность пояснично-крестцового сегмента. соответствующие данные и созданная индивидуализированная модель корешков спинного мозга недавно были опубликованы в открытом доступе, что позволило экспертам в области неврологической реабилитации провести фундаментальные исследования нейрорегуляции спинного мозга.

3d-модель реконструкции изображения корешков спинномозговых нервов. все фотографии в этой статье взяты из "фуданьский университет«официальный аккаунт wechat

кроме того, идеальный процесс ходьбы требует оптимизации в реальном времени и корректировки параметров пространственно-временной стимуляции спинного мозга на основе результатов движения позы нижних конечностей, что требует мониторинга походки в реальном времени. команда цзяфумина использует мультимодальные технологии, такие как инфракрасный захват движения, электромиография, инерционные датчики и подушечки подошвенного давления, для построения наборов данных о здоровой походке и различных нарушениях походки, а также создания моделей алгоритмов для достижения перекрестной популяции, перекрестной модальности и перекрестного анализа. - тип высокопроизводительного отслеживания непрерывной траектории походки, закладывающий основу для технологии интерфейса головного и спинного мозга.

мультимодальный мониторинг траектории походки в режиме реального времени

существующее решение интерфейса головного и спинного мозга использует модель имплантации нескольких устройств, которая требует имплантации двух устройств для сбора ээг в левую и правую моторную кору головного мозга и устройства для стимуляции спинного мозга в спинной мозг. команда jiafumin предложила план разработки системы «три в одном», объединяющий три устройства в одно краниальное имплантируемое микроустройство, которое не только уменьшает послеоперационные раны пациента, но также позволяет интегрировать сбор и стимуляцию, позволяя пациенту независимо движение контролируется по замкнутому контуру. это решение может перенести процесс декодирования извне в тело, улучшить стабильность и эффективность сбора сигналов ээг и, в конечном итоге, достичь скорости декодирования и вывода инструкций стимуляции в 100 миллисекунд — время реакции нормального человека составляет около 200 миллисекунд. , а это значит, что в будущем пациенты с травмами спинного мозга будут иметь более естественную и плавную походку.

десять лет заточки меча, «ползти вперед» перед лицом мировых проблем

с 2010 по 2020 год цзя фумин в качестве одного из основных членов национального инженерного исследовательского центра нейромодуляции под руководством академика ли люмина участвовал в исследованиях, разработках и клинической трансформации первого поколения имплантируемого нейромодуляционного оборудования в моей стране под руководством академика ли люмина он разработал международный первый кардиостимулятор головного мозга с переменной частотой, решающий клиническую проблему контроля сложных симптомов болезни паркинсона. как человек, который был свидетелем всего процесса развития нейромодуляционной индустрии в моей стране от «отслеживания», «параллельного» до «лидерского», цзя фумин глубоко понимает трудности преобразования клинических потребностей в результаты научных исследований.

«в жизни вам следует выбрать трудные и правильные поступки и написать диссертацию о родине». находясь под глубоким влиянием этой концепции, цзя фумин обратил свое внимание на область исследования взаимодействия головного и спинного мозга, которая также является «миром». проблема», надеясь вывести прошлое на передний план. опыт применяется к пациентам с травмой спинного мозга.

«отчет об исследовании качества жизни и бремени заболеваний людей с травмой спинного мозга в китае за 2023 год» показывает, что в китае насчитывается 3,74 миллиона пациентов с травмой спинного мозга, и каждый год добавляется около 90 000 новых пациентов с травмой спинного мозга. «если парализованные пациенты смогут встать, это будет прорыв от 0 до 1». однако преодолеть эту серьезную проблему непросто. цзя фумин предсказывает, что технологии интерфейса головного и спинного мозга потребуется не менее десяти лет, чтобы перейти от фундаментальных исследований к клиническому воплощению, и он готов к длительной борьбе.

профессор цзя фумин

институт науки и технологий, основанных на мозге, фуданьского университета (именуемый «институт, основанный на мозге») является одним из первых перекрестных исследовательских учреждений в области науки о мозге и передовых исследований, основанных на мозге, созданных отечественными университетами. проводить исследования мозга и его вдохновения в условиях основных глобальных научных и технологических рубежей и национальных стратегий. основные оригинальные инновации в основных теориях, вдохновленных мозгом, передовых технологических исследованиях и трансформации приложений. в 2020 году цзя фумин присоединился к институту мозга на постоянной основе и продолжил проводить исследования в международной академической среде, которая поощряет оригинальность, свободное исследование и междисциплинарное сотрудничество. «я получил большую пользу от глубоких знаний фуданя в области фундаментальной медицины, искусственного интеллекта и нейровизуализации», — сказал цзя фумин.

на собрании по отбору руководителей лю цзюнхуэй, докторант 2022 года в области биомедицинской инженерии, решил присоединиться к команде jiafumin и стал первым студентом в команде. «я надеюсь сделать что-то значимое для общества во время работы над докторской диссертацией и осознать свою собственную ценность в этом процессе». -точное строительство нервных корешков и персонализированные программы стимуляции.

лю цзюнхуэй, докторант в области биомедицинской инженерии 2022 года, присоединяется к команде jiafumin

с тех пор цзя фумин спокойно «повозился» с мозго-спинномозговым интерфейсом вместе с одним или двумя студентами. сейчас в исследовательской группе отраслевого университета насчитывается около 30 человек. он назвал свой многолетний исследовательский процесс «ползущим вперед», «держащимся в стороне от внешних звуков и молча изучающим, пока не увидит снова идущих парализованных пациентов». при активной поддержке фудань-баошаньского научно-технического инновационного центра и института мозга цзя фуминь активно создал лабораторию цереброспинального интерфейса. основным направлением исследований является восстановление и реконструкция функции ходьбы нижних конечностей у пациентов с травмой спинного мозга. на этой основе исследуется потенциал нейромодуляционной технологии при различных показаниях.

за последние четыре года команда одновременно проводила фундаментальные исследования, разработку программного обеспечения, итерацию алгоритмов, экспериментальную проверку и другие работы. в настоящее время первоначально завершено накопление ключевых технологий пространственно-временной стимуляции спинного мозга и спинномозгового интерфейса. и добился подтверждения концепции на животных, отвечая необходимым условиям для клинического применения. ожидается, что к концу этого года команда будет сотрудничать с соответствующими экспертами из отечественных больниц третичного уровня для проведения первого клинического исследования.

на следующем этапе jiafumin планирует завершить разработку продукта и клиническую трансформацию ключевых технологий для имплантируемых спинномозговых интерфейсов. в то же время мы продолжаем разрабатывать ряд новых методов и технологий нейромодуляции для пациентов с травмами спинного мозга, таких как разработка носимого нейромодуляционного оборудования и мультимодальных систем мониторинга движений для пациентов с легкими симптомами, чтобы облегчить боль при травмах спинного мозга. семьи пациентов с травмами спинного мозга и их семьи в более широком масштабе. социально-медицинская нагрузка.

в долгосрочной перспективе, с видением «оригинальной технологии, служащей миру», команда цзяфумина надеется создать независимую систему интеллектуальной собственности для интеллектуальных интерфейсов головного и спинного мозга посредством разработки трех типов активных имплантируемых инновационных медицинских устройств, чтобы 20 миллионы пациентов с травмами спинного мозга во всем мире могут получить от этого пользу.