SCIENCE ROBOTICS: Inscopix助力上肢神經機器人平臺開發
瑞士洛桑聯邦理工學院研發團隊于近期開發了大鼠神經機器人平臺。該項研究成果發表在《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、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行器與大鼠的手腕連接在一起，能夠在無人協助的情況下完全輔助地執行覆蓋整個身體工作區的自然伸展和收回運動。
多模態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。
該平臺為開發可植入脊髓神經假體提供了一個良好控制和實用的環境，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行器，可以使大鼠在無輔助或完全輔助的情況下執行抓取和收回食物運動。
相比于傳統的單一自由度末端執行器，本研究采用四自由度末端執行器，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完成上肢抓取任務，并且通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡監測運動中樞的活動。
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、生產、銷售于一體的的高科技企業。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，Bruker多光子顯微鏡，功能神經外科電生理平臺，動物行為系統（自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、經典迷宮等），PiezoSleep無創睡眠檢測系統，NeuroNexus神經電極，電生理信號采集系統，膜片鉗系統，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
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、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行器與大鼠的手腕連接在一起，能夠在無人協助的情況下完全輔助地執行覆蓋整個身體工作區的自然伸展和收回運動。
多模態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。
該平臺為開發可植入脊髓神經假體提供了一個良好控制和實用的環境，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行器，可以使大鼠在無輔助或完全輔助的情況下執行抓取和收回食物運動。
相比于傳統的單一自由度末端執行器，本研究采用四自由度末端執行器，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完成上肢抓取任務，并且通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡監測運動中樞的活動。
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，Bruker多光子顯微鏡，功能神經外科電生理平臺，動物行為系統（自身給藥、條件恐懼、斯金納、睡眠剝奪、經典迷宮等），PiezoSleep無創睡眠檢測系統，NeuroNexus神經電極，電生理信號采集系統，膜片鉗系統，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
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無創睡眠檢測系統
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
3.膜片鉗系統
科研/臨床級3D打印：
1.德國envisionTEC 3D Bioplotter生物打印機
2.韓國Invivo醫療級生物打印機等
1.PiezoSleep無創睡眠檢測系統
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
3.膜片鉗系統
科研/臨床級3D打印：
1.德國envisionTEC 3D Bioplotter生物打印機
2.韓國Invivo醫療級生物打印機等
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