科學快報 復旦大學腦脊接口重大突破！癱瘓者重獲行走能力，患者招募中，【科學快報200】

人的脊髓一旦損傷,大腦和脊髓之間的連接就會中斷 輕者感覺喪失,重者半身不遂,甚至是全身癱瘓 脊髓損傷導致的癱瘓在醫學界一直被視爲不治之症 近日,復旦大學腦脊結構技術取得重大突破 他們通過微創手術,在大腦和脊髓之間搭建了一座神經橋 僅需4個小時同步植入電脊 朔後24小時,患者即可在人工智能的輔助下恢復腿部運動 第三天就能實現腦控狀態下的雙下肢自主活動 第十天即可在重力懸吊支撐下,自主控制下肢胯部 第十四天運動反應能力逐步提升 右腿可快速反應,抬高跨越移動的障礙物 行走超過5米 如果現場看到癱瘓的人重新站起來,一定會感覺非常震撼 這個腦脊結構與我們之前經常說到的腦脊結構有所不同 腦脊結構主要是控制外部設備 典型的案例是Neuralink的侵入式柔性電脊植入 而腦脊結構主要是切線搭橋 腦脊結構是以替代或輔助爲核心的 它依賴外部設備實現功能補償 以後可以控制各種一體,覆蓋更廣泛的人機交互場景 技術路線更加多樣化 而腦脊結構以神經功能重建爲核心 可以恢復患者自身的運動功能 而非依賴外部設備 它更偏向醫療領域的精準功能重建 它們一個是替代型,一個是治療型 其實腦脊結構也集合了許多腦脊結構的技術 二者是互補的關係,沒有好壞之分 或者說腦脊結構是腦脊結構的子集與深化的應用 不過現在腦脊結構在脊髓損傷治療領域 實現了更具突破性的臨牀價值 腦脊結構此前唯一的先例是2023年瑞士團隊 在《自然》雜誌發表的論文 瑞士方案要在患者雙側開顱植入兩塊芯片 創面達到兩個掌心大小,極易導致感染 腦部和脊髓的手術間隔時間也長達兩年 患者很容易失去信心 而復旦團隊採取了三合一的方法 將多臺設備集合爲一臺腦部植入型衛星設備 兩個直徑1毫米左右的電極芯片植入式微創手術 可以在4個小時左右一次完成 手術效率顯著提高,創傷更小,信號穩定性也更強 在瑞士團隊的研究中 腦脊結構植入手術後6個月左右出現了神經重塑效果 就是患者在沒有外部刺激的情況下 也能自主控制癱瘓肌肉 而復旦大學受試者在術後不到兩週 就出現了神經重塑效果 研究人員提出了一個更爲大膽的假設 腦脊結構手術可能只是手段而非目標 如果通過腦脊結構再加上三五年的康復訓練 患者的神經能夠得到重塑 那麼最終就有可能徹底擺脫設備 現在團隊可能還在招募參與者 想報名的可以留意復旦大學公衆號或者是官網 這可能是你第一次看到人類的大腦變成玻璃 公元79年維蘇威火山爆發 龐昧古城一夜之間被埋葬於火山灰之下 研究人員在一個年輕男子的遺骸中 發現了一塊神奇的碎片 之前的研究顯示 碎片當中可能包含神經細胞 而近日發表在科學報告上的一項研究 揭示了玻璃的形成過程 玻璃是在液體快速冷卻時形成的 這個過程也可以自然發生 比如當閃電擊中沙漠時 也可能形成玻璃塊 想變成玻璃需要滿足兩個條件 高溫和快速冷卻 兩者分析顯示 碎片是在超過514度的溫度下 發生了結構變化 可是一般火山碎屑流的最高溫度 只有465度 而且冷卻緩慢 不足以將大腦組織變成玻璃 所以可能是一團更熱的火山灰 擊中了這名年輕人 使大腦瞬間液化 然後迅速消散 從而實現了必要的冷卻 遺骸是在牀上發現的 通過姿勢可以推斷 遇難者是在睡眠中瞬間死亡 未經歷痛苦 一項針對小鼠的研究顯示 大腦有一層糖衣護盾 但是這層護盾會隨着衰老而變薄 研究成果已經發表在了 2月26號的《自然》雜誌上 這是一層富含碳水化合物的網狀結構 主要由蛋白質聚糖 糖蛋白和糖脂構成 它也是血腦屏障的一個關鍵組件 可以在過濾有害物質的同時 允許必要的營養進入大腦 糖鱷就像是一片森林 在年輕健康的大腦中 這片森林鬱鬱蔥蔥 但在年老的大腦中呢 它變得稀疏 斑駁和退化 當研究小組將這些關鍵的粘蛋白 重新引入老年小鼠體內 恢復更年輕的糖鱷時 血腦屏障的完整性得到了改善 神經炎症減少了 認知功能也得到了顯著的改善 通過識別糖鱷變化背後的分子路徑 研究員有希望發現 延緩甚至是逆轉疾病進程的治療靶點 衆所周知 血腦屏障很難穿透 通過了解糖鱷的作用 科學家可能會發現更好的方法 將藥物輸送到大腦 爲多發性硬化症 腦癌等各種疾病帶來希望 接着科學家發佈了迄今爲止最大的 生物人工智能模型F2 該模型基於生命之數上的 12萬8千個基因組進行訓練 可以按需設計DNA 它還可以理解現有的DNA 包括與疾病相關的 難以解釋的非編碼基因變體 研究結果已經發表在了雲本平臺上 爲了證明其解讀複雜基因組的能力 研究團隊使用F2 預測了之前研究的與乳腺癌有關的基因 在確定編碼區的變化是否會導致疾病方面 它的表現超出預期 他們還測試了該模型 解讀其他複雜基因組特徵的能力 包括某碼項的基因組特徵 F2等基因組模型的吸引力在於 它們可以生成新的DNA序列 這些序列不僅與蛋白質相對應 還與系統作用的非編碼序列相對應 研究員希望 在實驗室中進一步驗證F2 並在小鼠胚胎幹細胞中進行測試 科學家最終希望 用人工智能來模擬整個細胞 F2等基因組模型將進一步推動該領域 從蛋白質設計擴展到基因組設計 對於喜歡喝茶的人來說 這是一個好消息 近日西北大學的研究人員發現 泡茶可以自然地吸收鉛和鐵等重金屬 有效的淨化水質 重金屬離子會粘附或吸附在茶葉表面 並一直留在那裏 直到用過的茶包被丟棄 這些成果已經發表在了最新一期的 ACS《食品科學與技術》上 不過已經發現 棉布袋和尼龍袋只能吸附少量的污染物 並且需要注意的是 尼龍茶包會釋放微塑料 在所有的實驗中 有一個因素最爲突出 那就是浸泡時間 浸泡時間越長 吸附的污染物就越多 任何浸泡時間較長或者表面積較大的茶 都能更有效地清除重金屬 放一晚上的話 甚至能吸附所有金屬 根據實驗估計 正常3到5分鐘泡一杯茶 可以去除飲用水中大約15%的鉛 即使鉛濃度高達10ppm也是如此 茶葉是全世界消費量最大的飲料 如果人們每天多喝一杯茶 隨着時間的推移 我們可能就會看到 與接觸重金屬密切相關的疾病減少 或許這也可以幫助解釋 爲什麼喝茶較多的人群 患心臟病和中風的幾率 低於喝茶較少的人群