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在德州大學(xué)達(dá)拉斯分校的實(shí)驗(yàn)室，由Robert Rennaker博士所提出的目標(biāo)可塑性（targeted plasticity）腦部治愈研究可說是走在科技技術(shù)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的最前端。
TI在德州大學(xué)達(dá)拉斯分校的杰出生物工程學(xué)家Robert解釋，中風(fēng)時(shí)大腦會(huì)出現(xiàn)缺氧的情況，因而導(dǎo)致大腦組織死亡。雖然大腦會(huì)嘗試重組，但在大部份的情況下，這種巨大的損傷將帶來致命的傷害。Robert和他的團(tuán)隊(duì)希望能透過使用生物電子藥物，來幫助大腦進(jìn)行重組，以控制這種戰(zhàn)或逃（fight or flight response）的生理反應(yīng)。
人體的戰(zhàn)或逃反應(yīng)會(huì)在面臨危險(xiǎn)時(shí)觸發(fā)。此時(shí)，人的心跳加速，血壓上升，同時(shí)腎上腺素分泌幫助其判斷要作戰(zhàn)或逃跑。在所有這些生理反應(yīng)出現(xiàn)時(shí)，位于頸部的迷走神經(jīng)也會(huì)被啟動(dòng)，并在大腦內(nèi)釋放少量“神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)”，能夠加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力與記憶。這也是為什么戰(zhàn)或逃反應(yīng)會(huì)被立即記住，且永遠(yuǎn)不會(huì)遺忘的原因。這個(gè)生物現(xiàn)象正是Robert所提出、可幫助中風(fēng)和其他腦部重大損傷患者的目標(biāo)可塑性工作之基礎(chǔ)。
德州大學(xué)達(dá)拉斯分校Erik Jonsson工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院院長暨德州生物醫(yī)學(xué)設(shè)備中心主任Robert表示：“目標(biāo)可塑性不會(huì)為病人帶來驚嚇或痛苦，我們利用生物電子藥物來刺激迷走神經(jīng)，并釋放同樣的化學(xué)物質(zhì)，讓大腦在單次試驗(yàn)學(xué)習(xí)中快速獲取認(rèn)知事物的能力�！�
一步一腳印
這整個(gè)概念圍繞著如何使迷走神經(jīng)的刺激與療法相互搭配上。例如，如果一名患者因中風(fēng)引發(fā)垂足，通常病患將無法抬起腳趾，因此病人往往會(huì)在行走過程中絆倒，導(dǎo)致危險(xiǎn)。Rennaker博士的團(tuán)隊(duì)希望讓病人嘗試抬起他們的腳趾，當(dāng)腳趾運(yùn)動(dòng)時(shí)，他們就會(huì)刺激迷走神經(jīng)。經(jīng)過一段時(shí)間后，迷走神經(jīng)的刺激和腳趾的運(yùn)動(dòng)會(huì)加強(qiáng)大腦與肌肉之間的聯(lián)系，病人因此能夠?qū)⒛_趾抬得越來越高。
在未來18到24個(gè)月要開始的臨床實(shí)驗(yàn)中，Robert的團(tuán)隊(duì)會(huì)把一個(gè)作為刺激機(jī)制的小裝置植入迷走神經(jīng)中。這個(gè)裝置與病人身上所佩戴的控制器相連接，另一方面，采用TI SimpleLink多重標(biāo)準(zhǔn)CC2650無線微控制器（MCU）的小型傳感器裝置也會(huì)被安裝在病人的腳上。當(dāng)腳趾抬起至距離地面特定高度時(shí)，病人腳上的裝置會(huì)透過TI的Bluetooth低功耗軟件應(yīng)用，將這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，發(fā)出指令讓控制器刺激迷走神經(jīng)。這強(qiáng)化了那些控制腳部肌肉的腦細(xì)胞，讓腳趾恢復(fù)到病人能夠任意活動(dòng)的位置。
Robert說：“透過采用TI裝置的TI Bluetooth應(yīng)用程序進(jìn)行治療，病人可以全天隨意走動(dòng)�，F(xiàn)在他們擁有的是一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng)，能夠允許他們進(jìn)行一些有趣且獨(dú)特的活動(dòng)，同時(shí)還能有助于身體康復(fù)�！�
Robert表示，他之所以選擇TI CC2650無線MCU以及其隨附的軟件是因?yàn)樗凸�、易于使用且高成本效率的特性。一般來說，這種類型的傳統(tǒng)刺激系統(tǒng)的成本會(huì)在30,000美元以上，而這款采用TI技術(shù)的系統(tǒng)將一個(gè)系統(tǒng)的成本減少至1,000-2,000美元，Robert形容這是“改變產(chǎn)業(yè)未來”的一項(xiàng)應(yīng)用。
CC2650無線MCU功耗極低，一顆小型鈕扣電池便能夠供應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)的電力且運(yùn)行很長一段時(shí)間；而其小尺寸的特性，也成為如穿戴式裝置一般小型電子裝置的理想選擇。
TI無線連接事業(yè)總經(jīng)理Amit Hammer表示：“我對于這樣一個(gè)應(yīng)用感到非常興奮。近期，我們已經(jīng)為客戶開發(fā)了如門鎖、煙感偵測器、微定位信號發(fā)射器和智能信用卡等連接裝置。而這個(gè)應(yīng)用展現(xiàn)了低功耗無線技術(shù)如何對人體治療以及提升生活質(zhì)量產(chǎn)生偌大的影響�！�
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注
這項(xiàng)研究也成功地吸引了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的幾位頭號人物關(guān)注。例如德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科系的教授暨系主任Hunt Batjer醫(yī)生。Hunt Batjer醫(yī)生同時(shí)也是國家橄欖球聯(lián)盟和頸部與脊椎委員會(huì)的聯(lián)合主席，以及美國神經(jīng)外科醫(yī)師協(xié)會(huì)理事長。
Batjer醫(yī)生說：“在針對中風(fēng)、腦出血和精神創(chuàng)傷的初期治療中，我們正在進(jìn)行一項(xiàng)非常了不起的工作，擁有能夠幫助病人度過急性發(fā)病期同時(shí)增加存活率的工具。然而，我們?nèi)圆惶瞄L恢復(fù)喪失身體機(jī)能方面的治療。我一直對腦部區(qū)域的重塑十分感興趣，并且研究了很多年，而Rennaker博士的工作成功地引起了我的注意�！�
Batjer醫(yī)生解釋，無論是演奏樂器或是編寫程序代碼，要在任何一個(gè)特定領(lǐng)域內(nèi)成為專家，至少需要花約10,000小時(shí)的時(shí)間練習(xí)。按照他的說法，這10,000小時(shí)的指導(dǎo)演練能夠真正的重組腦部區(qū)域，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過那些對于思維的“訓(xùn)練”。
Batjer醫(yī)生相信Rennaker博士的工作會(huì)幫助重新掌握任務(wù)，例如透過目標(biāo)可塑性與標(biāo)準(zhǔn)腦部訓(xùn)練游戲相的搭配來增加年老病人的記憶力，其使用的時(shí)間將遠(yuǎn)少于10,000小時(shí)。
Batjer醫(yī)生說：“當(dāng)遇到受傷的人，特別是中風(fēng)的病人時(shí)，由于這些病人都上了年紀(jì)，他們并沒有時(shí)間進(jìn)行10,000小時(shí)的輔導(dǎo)訓(xùn)練，讓我們陷入了進(jìn)退兩難的處境。Rennaker博士實(shí)驗(yàn)室中接受迷走神經(jīng)刺激來進(jìn)行治療的嚙齒動(dòng)物確實(shí)地實(shí)現(xiàn)了我們經(jīng)由10,000小時(shí)練習(xí)所希望能達(dá)到的效果，而所花費(fèi)的時(shí)間比預(yù)期中還少，同時(shí)也能讓大腦完全修復(fù)。在沒有采用迷走神經(jīng)刺激的傳統(tǒng)康復(fù)治療中，試驗(yàn)的動(dòng)物會(huì)恢復(fù)到一定的程度，然后進(jìn)入一個(gè)瓶頸期，與人類的情況相似�！�
服役軍人激發(fā)創(chuàng)新
這項(xiàng)研究也引起了美國國防高等研究計(jì)劃署（DARPA）的注意。從他們的官網(wǎng)可以了解到，DARPA的工作重點(diǎn)是“對涉及國家安全的突破性技術(shù)進(jìn)行關(guān)鍵性投入”。DARPA資金支持Robert的研究工作，主要是因?yàn)樗难芯坑锌赡軒椭鉀Q創(chuàng)傷后壓力癥候群（PTSD）所帶來的影響。
可塑性是隨著人類的學(xué)習(xí)，使大腦中的神經(jīng)連接更加強(qiáng)化的過程。觸發(fā)可塑性來促進(jìn)學(xué)習(xí)或反學(xué)習(xí)（unlearning），有可能為如PTSD等，那些患者已經(jīng)學(xué)會(huì)在特定環(huán)境背景下變得恐懼或焦慮的疾病帶來全新的療法。Rennaker博士的團(tuán)隊(duì)將深入研究探討刺激是否能夠提高接收到的行為反應(yīng)，以減少在創(chuàng)傷暗示出現(xiàn)時(shí)所產(chǎn)生的恐懼與焦慮。
雖然現(xiàn)在就針對“同樣的研究是否也能夠幫助那些在戰(zhàn)場上受到創(chuàng)傷性腦損傷的軍人”來下定論還太早，不過，DARPA資金支持能夠讓Robert的團(tuán)隊(duì)在他們合約范圍內(nèi)尋找這些全新的方法。
相較于其它與研究項(xiàng)目有關(guān)的資金贊助，DARPA的資金支持對于Robert來說更有意義。Robert在90年代時(shí)曾是一名在沖突區(qū)服役的美國海軍，他親眼目睹與他并肩作戰(zhàn)的戰(zhàn)友由于PTSD和腦損傷而永遠(yuǎn)地改變了人生。事實(shí)上，這一切也是他所有研究的靈感源泉。
Robert說：“如果軍人們腦損傷的位置使他們無法控制四肢或是需要坐輪椅，在最初康復(fù)訓(xùn)練的12個(gè)月后，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)起不到什么太大的作用了。而對我來說，這是無法接受的事實(shí)。作為一名海軍，我的志向和目標(biāo)就是為這些受傷的軍人恢復(fù)已經(jīng)喪失的身體機(jī)能。我想我們已經(jīng)找到了這項(xiàng)工具，不僅實(shí)現(xiàn)了我的人生目標(biāo)，更幫助這些軍人從傷害的中走出、康復(fù)�！�
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