SCIENCE ROBOTICS: Inscopix助力上肢神经机器人平台开发
2022-05-30 来源:滔博生物 点击次数:1917
瑞士洛桑联邦理工学院研发团队于近期开发了大鼠神经机器人平台。该项研究成果发表在《SCIENCE ROBOTICS》，题目为“Preclinical upper limb neurorobotic platform to assess, rehabilitate, and develop therapies”。
神经康复
许多神经康复、神经修复和修复干预旨在解决神经障碍后上肢损伤的后果。尽管这些疗法针对的机制各不相同，但它们都需要一个临床前平台来支持治疗的开发、评估和理解。
在本研究中，研究人员展示了一个满足这些要求的大鼠神经机器人平台。一个四自由度的末端执行器与大鼠的手腕连接在一起，能够在无人协助的情况下完全辅助地执行覆盖整个身体工作区的自然伸展和收回运动。
多模态记录功能可以对脊髓损伤(SCI)后上肢运动恢复进行精确量化，用于揭示皮质脊髓束神经元动力学在这种恢复中的适应性。个性化的运动辅助支持早期神经康复，改善了脊髓损伤后的恢复。
该平台为开发可植入脊髓神经假体提供了一个良好控制和实用的环境，以改善脊髓损伤后的上肢功能。
上肢神经机器人平台
实验平台包含一个与大鼠的前肢手腕连接的末端执行器，可以使大鼠在无辅助或完全辅助的情况下执行抓取和收回食物运动。
相比于传统的单一自由度末端执行器，本研究采用四自由度末端执行器，并在机械结构上安装精密编码器和六维传感器。这使得大鼠上肢活动更自然，采集到的运动学和动力学信号更完整。
Inscopix自由活动钙成像显微镜
科学家可以通过调整平台使大鼠以站立或趴着的姿态完成上肢抓取任务，并且通过Inscopix自由活动钙成像显微镜监测运动中枢的活动。
这种多模式记录功能允许精确量化脊髓损伤(SCI)后上肢运动的恢复，进而揭示这种恢复背后的皮质脊髓束神经元动力学的适应性。
展望
研究发现，早期的个性化运动辅助对SCI后的恢复更有益。同时，该团队还开发了一种可改善脊髓损伤后上肢功能的植入式脊髓神经假体，并在该平台提供的可控环境中进行了实验。
该研究为上肢运动的神经康复训练、神经假体和神经修复等研究提供了一个更加实用的平台。
参考文献
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
关于滔博生物
滔博生物TOP-Bright是一家集研发、生产、销售于一体的的高科技企业。我司专注于神经科学产品的研究且致力于向高校、科研机构等领域提供实验室一体化方案，业务范围遍布全国上百家实验室。公司主营产品均为享誉全球的国际品牌, 这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的。
目前公司主营产品是享誉全球的国际一线领导品牌，主要有：Inscopix自由活动超微显微成像系统，Bruker多光子显微镜，功能神经外科电生理平台，动物行为系统（自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、经典迷宫等），PiezoSleep无创睡眠检测系统，NeuroNexus神经电极，电生理信号采集系统，膜片钳系统，双光子显微镜等。这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的基础仪器之一。
成像平台：
1.Inscopix自由活动超微显微成像系统
神经康复
许多神经康复、神经修复和修复干预旨在解决神经障碍后上肢损伤的后果。尽管这些疗法针对的机制各不相同，但它们都需要一个临床前平台来支持治疗的开发、评估和理解。
在本研究中，研究人员展示了一个满足这些要求的大鼠神经机器人平台。一个四自由度的末端执行器与大鼠的手腕连接在一起，能够在无人协助的情况下完全辅助地执行覆盖整个身体工作区的自然伸展和收回运动。
多模态记录功能可以对脊髓损伤(SCI)后上肢运动恢复进行精确量化，用于揭示皮质脊髓束神经元动力学在这种恢复中的适应性。个性化的运动辅助支持早期神经康复，改善了脊髓损伤后的恢复。
该平台为开发可植入脊髓神经假体提供了一个良好控制和实用的环境，以改善脊髓损伤后的上肢功能。
上肢神经机器人平台
实验平台包含一个与大鼠的前肢手腕连接的末端执行器，可以使大鼠在无辅助或完全辅助的情况下执行抓取和收回食物运动。
相比于传统的单一自由度末端执行器，本研究采用四自由度末端执行器，并在机械结构上安装精密编码器和六维传感器。这使得大鼠上肢活动更自然，采集到的运动学和动力学信号更完整。
Inscopix自由活动钙成像显微镜
科学家可以通过调整平台使大鼠以站立或趴着的姿态完成上肢抓取任务，并且通过Inscopix自由活动钙成像显微镜监测运动中枢的活动。
这种多模式记录功能允许精确量化脊髓损伤(SCI)后上肢运动的恢复，进而揭示这种恢复背后的皮质脊髓束神经元动力学的适应性。
展望
研究发现，早期的个性化运动辅助对SCI后的恢复更有益。同时，该团队还开发了一种可改善脊髓损伤后上肢功能的植入式脊髓神经假体，并在该平台提供的可控环境中进行了实验。
该研究为上肢运动的神经康复训练、神经假体和神经修复等研究提供了一个更加实用的平台。
参考文献
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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咨询热线4009659906/15262408659
邮箱sales@top-bright.com
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目前公司主营产品是享誉全球的国际一线领导品牌，主要有：Inscopix自由活动超微显微成像系统，Bruker多光子显微镜，功能神经外科电生理平台，动物行为系统（自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、经典迷宫等），PiezoSleep无创睡眠检测系统，NeuroNexus神经电极，电生理信号采集系统，膜片钳系统，双光子显微镜等。这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的基础仪器之一。
成像平台：
1.Inscopix自由活动超微显微成像系统
2.Bruker双光子显微镜
3.Neurotar Mobile HomeCage 气浮笼
3.Neurotar Mobile HomeCage 气浮笼
动物行为学平台：
1.PiezoSleep无创睡眠检测系统
2.自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、跑步机、各类经典迷宫等
神经电生理：
1.NeuroNexus神经电极
2.多通道电生理信号采集系统
3.膜片钳系统
科研/临床级3D打印：
1.德国envisionTEC 3D Bioplotter生物打印机
2.韩国Invivo医疗级生物打印机等
1.PiezoSleep无创睡眠检测系统
2.自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、跑步机、各类经典迷宫等
神经电生理：
1.NeuroNexus神经电极
2.多通道电生理信号采集系统
3.膜片钳系统
科研/临床级3D打印：
1.德国envisionTEC 3D Bioplotter生物打印机
2.韩国Invivo医疗级生物打印机等
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