创新实践：脊髓受损患者的福音

斯嘉丽

一直以来，脊髓受损对于伤病员来说都是弥天噩耗，因为这意味着他们将要伴随大小便失禁抑或下肢瘫痪等多种病症，终身离不开别人的帮助。这些脊髓受伤的人群中有我们熟悉的电影超人的饰演者克里斯托夫.里夫，著名体操运动员桑兰……无不是因为突如其来的意外，与原本应该辉煌的人生惜手作别。

也许你会问了，在科学技术日新月异的今天，受损脊髓真的是回天无术吗？截止目前，答应是肯定的。不过在此次的苏州ICC生物医疗专题研讨会上，东南大学王志功教授展示的‘受损脊髓神经信道桥接与信号再生技术的微电子系统’专题研究报告却让我们看见了脊髓受损患者的一丝福音。据王教授介绍，虽然目前这项实验仅仅在小白鼠和兔子身上实验成功，已经有一些闻风而来的患者表示愿意在自己身上接受此项实验。因为对于本身处于瘫痪状态的病人来说，多一种尝试就是多一线希望。

其实如果单单就研究的原理而言，并不是特别困难。在脊髓断裂处各安装一个芯片，通过传感系统读出大脑发出的信号并将其传输给下方的脊髓破裂端的接收装置，从而实现受损脊髓神经信道的桥接功能。然而，真正遇见的困难是，我们无法判断出大脑发出的控制指令具体是针对身体的那一部分，因为存在在脊髓中的神经系统有成千上万对。其次，大家都知道脊髓中充斥的神经系统并不是固态物质，而是某种白色素状物，并且伴随着我们身体的动作脊髓会发生相应的形变，这就给芯片的固定增加了非常大的难度。怎样才能不受外界动作、环境影响，很好的与神经末端接触？也是摆在研究者面前的难题。此外，就是如何确定激励电压？我们知道信号的传递是一个消耗能量的过程，而且接收信号的强弱除了和传输距离的远近还和传输功率有很大的关系。这点在人体脊髓中也亦然。太小的传输功率不足以完成运动控制，而过大呢？又会产生锁相环效应，引起运动紊乱。所以针对不同个体需要选择不同的激励电压，这也给未来将此项技术产品化增加了难题，正如王教授所讲：人们都是眼里容不得一粒沙，更何况是脊髓呢？而硅片说到底还是沙子，既然摆脱不了相容的命运，我们的目标就是将这粒沙做的越小越好！然而存在此项必不可少而且功率菲低的激励电源又该如何保证产品大小呢？

针对上述难题、抑或，王教授的解释分别如下，读取神经信号和读懂神经信号是两个天壤之别的概念，我们目前的工作也仅仅处于探索的初级阶段，采用的是比较笨的排除法，通过对成千上万条神经系统逐一尝试，判断是不同的信号对应的不同动作。而且要强调的是目前我们这项研究的目标并不是100%的对脊髓受损患者进行能力还原，能恢复10%的功能不论是对患者还是我们来说都是莫大的进步。至于芯片固定、选择，这是我们在研发中遇见的大难题之一。最初我们选择了无须进行二次伤害的卡肤（cuff）电极，顾名思意，它能够像手铐一般固定在受损脊髓的附近，但是信号的感应、传输、捕捉却都存在着一定的问题。后期我们将其换成探针阵列电极，即每一个探针对应一个神经，这样信号是能够准确的捕捉，但是设备的固定以及需要外加高的激励电压却又成了另一个问题。

至于未来芯片的大小究竟能够减小多少？我也没有一个非常明确的概念。这也是我参加此次讨论会的目的，希望得到产业、科学界更多的关注与支持。未来，我们的实验目标转向大型动物--狗，通过背负电源对其进行后腿脊髓信号再生实验。我们也和广大的脊髓受损患者一样，期待着这项技术能够早日为人类带来希望。