SCIENCE ROBOTICS: Inscopix助力上肢神經機器人平臺開發(fā)
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院研發(fā)團隊于近期開發(fā)了大鼠神經機器人平臺。該項研究成果發(fā)表在《SCIENCE ROBOTICS》，題目為“Preclinical upper limb neurorobotic platform to assess, rehabilitate, and develop therapies”。
神經康復
許多神經康復、神經修復和修復干預旨在解決神經障礙后上肢損傷的后果。盡管這些療法針對的機制各不相同，但它們都需要一個臨床前平臺來支持治療的開發(fā)、評估和理解。
在本研究中，研究人員展示了一個滿足這些要求的大鼠神經機器人平臺。一個四自由度的末端執(zhí)行器與大鼠的手腕連接在一起，能夠在無人協(xié)助的情況下完全輔助地執(zhí)行覆蓋整個身體工作區(qū)的自然伸展和收回運動。
多模態(tài)記錄功能可以對脊髓損傷(SCI)后上肢運動恢復進行精確量化，用于揭示皮質脊髓束神經元動力學在這種恢復中的適應性。個性化的運動輔助支持早期神經康復，改善了脊髓損傷后的恢復。
該平臺為開發(fā)可植入脊髓神經假體提供了一個良好控制和實用的環(huán)境，以改善脊髓損傷后的上肢功能。
上肢神經機器人平臺
實驗平臺包含一個與大鼠的前肢手腕連接的末端執(zhí)行器，可以使大鼠在無輔助或完全輔助的情況下執(zhí)行抓取和收回食物運動。
相比于傳統(tǒng)的單一自由度末端執(zhí)行器，本研究采用四自由度末端執(zhí)行器，并在機械結構上安裝精密編碼器和六維傳感器。這使得大鼠上肢活動更自然，采集到的運動學和動力學信號更完整。
Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡
科學家可以通過調整平臺使大鼠以站立或趴著的姿態(tài)完成上肢抓取任務，并且通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡監(jiān)測運動中樞的活動。
這種多模式記錄功能允許精確量化脊髓損傷(SCI)后上肢運動的恢復，進而揭示這種恢復背后的皮質脊髓束神經元動力學的適應性。
展望
研究發(fā)現，早期的個性化運動輔助對SCI后的恢復更有益。同時，該團隊還開發(fā)了一種可改善脊髓損傷后上肢功能的植入式脊髓神經假體，并在該平臺提供的可控環(huán)境中進行了實驗。
該研究為上肢運動的神經康復訓練、神經假體和神經修復等研究提供了一個更加實用的平臺。
參考文獻
Maria Pasquini, Grégoire Courtine, et al. Preclinical upper limb neurorobotic platform to assess, rehabilitate, and develop therapies. SCIENCE ROBOTICS. 2022. https://doi.org/10.1126/scirobotics.abk2378
關于滔博生物
滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā)、生產、銷售于一體的的高科技企業(yè)。我司專注于神經科學產品的研究且致力于向高校、科研機構等領域提供實驗室一體化方案，業(yè)務范圍遍布全國上百家實驗室。公司主營產品均為享譽全球的國際品牌, 這些儀器設備都是科學研究所必備且不可替代的。
目前公司主營產品是享譽全球的國際一線領導品牌，主要有：Inscopix自由活動超微顯微成像系統(tǒng)，Bruker多光子顯微鏡，功能神經外科電生理平臺，動物行為系統(tǒng)（自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、經典迷宮等），PiezoSleep無創(chuàng)睡眠檢測系統(tǒng)，NeuroNexus神經電極，電生理信號采集系統(tǒng)，膜片鉗系統(tǒng)，雙光子顯微鏡等。這些儀器設備都是科學研究所必備且不可替代的基礎儀器之一。
成像平臺：
1.Inscopix自由活動超微顯微成像系統(tǒng)
神經康復
許多神經康復、神經修復和修復干預旨在解決神經障礙后上肢損傷的后果。盡管這些療法針對的機制各不相同，但它們都需要一個臨床前平臺來支持治療的開發(fā)、評估和理解。
在本研究中，研究人員展示了一個滿足這些要求的大鼠神經機器人平臺。一個四自由度的末端執(zhí)行器與大鼠的手腕連接在一起，能夠在無人協(xié)助的情況下完全輔助地執(zhí)行覆蓋整個身體工作區(qū)的自然伸展和收回運動。
多模態(tài)記錄功能可以對脊髓損傷(SCI)后上肢運動恢復進行精確量化，用于揭示皮質脊髓束神經元動力學在這種恢復中的適應性。個性化的運動輔助支持早期神經康復，改善了脊髓損傷后的恢復。
該平臺為開發(fā)可植入脊髓神經假體提供了一個良好控制和實用的環(huán)境，以改善脊髓損傷后的上肢功能。
上肢神經機器人平臺
實驗平臺包含一個與大鼠的前肢手腕連接的末端執(zhí)行器，可以使大鼠在無輔助或完全輔助的情況下執(zhí)行抓取和收回食物運動。
相比于傳統(tǒng)的單一自由度末端執(zhí)行器，本研究采用四自由度末端執(zhí)行器，并在機械結構上安裝精密編碼器和六維傳感器。這使得大鼠上肢活動更自然，采集到的運動學和動力學信號更完整。
Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡
科學家可以通過調整平臺使大鼠以站立或趴著的姿態(tài)完成上肢抓取任務，并且通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡監(jiān)測運動中樞的活動。
這種多模式記錄功能允許精確量化脊髓損傷(SCI)后上肢運動的恢復，進而揭示這種恢復背后的皮質脊髓束神經元動力學的適應性。
展望
研究發(fā)現，早期的個性化運動輔助對SCI后的恢復更有益。同時，該團隊還開發(fā)了一種可改善脊髓損傷后上肢功能的植入式脊髓神經假體，并在該平臺提供的可控環(huán)境中進行了實驗。
該研究為上肢運動的神經康復訓練、神經假體和神經修復等研究提供了一個更加實用的平臺。
參考文獻
Maria Pasquini, Grégoire Courtine, et al. Preclinical upper limb neurorobotic platform to assess, rehabilitate, and develop therapies. SCIENCE ROBOTICS. 2022. https://doi.org/10.1126/scirobotics.abk2378
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目前公司主營產品是享譽全球的國際一線領導品牌，主要有：Inscopix自由活動超微顯微成像系統(tǒng)，Bruker多光子顯微鏡，功能神經外科電生理平臺，動物行為系統(tǒng)（自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、經典迷宮等），PiezoSleep無創(chuàng)睡眠檢測系統(tǒng)，NeuroNexus神經電極，電生理信號采集系統(tǒng)，膜片鉗系統(tǒng)，雙光子顯微鏡等。這些儀器設備都是科學研究所必備且不可替代的基礎儀器之一。
成像平臺：
1.Inscopix自由活動超微顯微成像系統(tǒng)
2.Bruker雙光子顯微鏡
3.Neurotar Mobile HomeCage 氣浮籠
3.Neurotar Mobile HomeCage 氣浮籠
動物行為學平臺：
1.PiezoSleep無創(chuàng)睡眠檢測系統(tǒng)
2.自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、跑步機、各類經典迷宮等
神經電生理：
1.NeuroNexus神經電極
2.多通道電生理信號采集系統(tǒng)
3.膜片鉗系統(tǒng)
科研/臨床級3D打印：
1.德國envisionTEC 3D Bioplotter生物打印機
2.韓國Invivo醫(yī)療級生物打印機等
1.PiezoSleep無創(chuàng)睡眠檢測系統(tǒng)
2.自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、跑步機、各類經典迷宮等
神經電生理：
1.NeuroNexus神經電極
2.多通道電生理信號采集系統(tǒng)
3.膜片鉗系統(tǒng)
科研/臨床級3D打印：
1.德國envisionTEC 3D Bioplotter生物打印機
2.韓國Invivo醫(yī)療級生物打印機等
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