第三代神经修复技术：从科幻到现实的医疗突破
第三代神经修复技术：从科幻到现实的医疗突破
2024年11月6日，上海华山医院虹桥院区完成了一例意义重大的手术。38岁的患者小董在经历了一场改变命运的脑机接口手术后，仅仅一个月，就从完全瘫痪的状态恢复到能够自如地举起杯子喝水。这一突破性进展，正是得益于第三代神经修复技术的革新。
第三代神经修复技术融合了现代生物学、医学影像学、材料科学等多个领域的前沿成果，旨在通过激活神经系统的自我修复能力，促进受损神经元的再生和功能重建。这项技术的核心优势在于精准定位、生物活性物质输送和个性化治疗方案的制定。
在小董的案例中，医生首先通过先进的医学影像技术和三维可视化技术，精准定位受损的运动神经元。随后，通过定向输送生长因子、干细胞等生物活性物质至损伤部位，激活内源性神经修复机制，促进神经元的再生和修复。这些生物活性物质能够刺激神经干细胞的增殖和分化，形成新的神经连接，从而恢复受损的神经功能。
值得一提的是，此次手术采用了由清华大学生物医学工程学院洪波教授团队开发的NEO脑机接口产品。该产品采用无线微创设计，体内机埋在颅骨内，电极覆盖在硬膜外，不损伤大脑细胞。居家使用时，体外机隔着头皮给体内机供电，并接收脑内的神经信号，传送到电脑或者手机上，借助解码算法实现脑机接口通信。
华山医院院长毛颖教授表示，手术的成功离不开多项创新技术的支持。其中，自主研发的在线时域空域脑功能定位系统，定位偏差在毫米级精度范围内，且无须术中唤醒患者，使得整个手术定位更加精准便捷。据悉，上海华山医院的手术用时仅1小时40分钟，较前两例手术有大幅提升。
术后康复过程中，小董在工程师的指导下，通过脑机接口控制完成了多项测试，包括拿水瓶、拿苹果等，准确率高达80%-90%。更令人惊喜的是，他在第四周就完全掌握了这些技能，远超预期的1.5-2个月康复时间。
这一突破不仅为运动神经元损伤患者带来了康复的希望，也为医学界提供了新的视角和思路。未来，我们可以期待更多创新的治疗方法和技术的出现，为患者提供更加全面、个性化的治疗方案。
然而，第三代神经修复技术的突破远不止于此。在中枢神经损伤修复领域，研究者们正在探索多种技术路线，包括轴突再生、组织修复、重新激活沉默的神经环路和脑机接口等。这些技术的共同目标是改善损伤局部的微环境，引导内源性神经干细胞增殖并高比例地向神经元分化。
例如，中科院脑科学与智能技术卓越创新中心的李毅教授团队通过小鼠模型研究发现，通过基因特异性敲除或过表达，能够促进受损的神经轴突再生，重建相关功能。此外，研究还发现小胶质细胞在新生小鼠脊髓损伤后的修复过程中起着关键作用，这为通过移植神经元、神经胶质细胞和（或）凝胶材料等增强中枢神经系统组织修复能力提供了新的思路。
尽管第三代神经修复技术已经取得了显著进展，但仍面临一些挑战。例如，侵入式脑机接口存在手术风险和长期安全性问题，非侵入式脑机接口则精度较低。因此，未来的研究将致力于开发更安全、更精准的技术方案，同时优化个性化治疗策略，以满足不同患者的需求。
随着技术的不断发展和完善，第三代神经修复技术有望为更多神经系统疾病患者带来康复的希望。这一突破不仅体现了科技创新的力量，更彰显了人类对生命健康的不懈追求。我们有理由相信，在不久的将来，这项技术将为更多患者带来光明的未来。