用于再生至少一个切断的神经传导的系统
阅读：492发布：2021-02-20
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1.一种用于在活的人体或动物体内再生至少一个切断的神经传导(1)的系统，所述系统具有：
运动设备(20)，借助其能够使所述人体或动物体的身体部分(4)运动，所述身体部分包括至少一个骨骼肌(S)，所述至少一个骨骼肌能够在所述切断的神经传导(1)未被切断的情况下借助其神经支配，
信号发生器单元(30)，其产生第一电刺激信号(31)和第二电刺激信号(32)，以及分析处理和控制单元(10)，其如此彼此协调地操控所述运动设备(20)以及所述信号发生器单元(30)，使得所述信号发生器单元(30)通过第一施加器(33)将所述第一刺激信号(31)施加到与所述骨骼肌(S)分离的神经传导部分(2′)上，与此同时，所述运动设备(20)使所述身体部分(4)运动，并且在时间上在所述身体部分(4)运动期间或之后，所述信号发生器单元(30)通过所述第一施加器(33)或第二施加器(34)将所述第二刺激信号(32)施加到与所述骨骼肌(S)分离的神经传导部分(3′)上。
2.根据权利要求1所述的系统，
其特征在于，所述信号发生器单元(30)产生第三电刺激信号(41)，所述第三电刺激信号能够借助第三施加器(40)被施加到所述骨骼肌(S)上，
所述分析处理和控制单元(10)如此操控所述信号发生器单元(30)，使得所述第三刺激信号(41)能够与所述第一刺激信号(31)同时地或在所述运动设备(20)使所述身体部分(4)运动期间施加在所述骨骼肌(S)上。
3.根据权利要求1或2所述的系统，
其特征在于，设置注射器系统(50)，其能够通过所述分析处理和控制单元(10)操控，并且在所述切断的神经传导(1)的区域内施加至少一种活性物质。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，
其特征在于，设置至少一个存储器单元(60)，在所述至少一个存储器单元中存储有数据(D)，
所述分析处理和控制单元(10)基于所述数据操控所述运动设备(20)和所述信号发生器单元(30)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，
其特征在于，所述第一施加器(33)具有电极装置和/或所述第二施加器(34)具有电极装置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，
其特征在于，所述第三施加器(40)具有电极装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，
其特征在于，所述运动设备(20)具有矫形器或外骨骼(130)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，
其特征在于，所述分析处理和控制单元(10)、所述信号发生器单元(30)和/或所述存储器单元(60)布置在所述矫形器或所述外骨骼(130)上并且形成自主单元。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，
其特征在于，所述运动设备(20)具有至少两个通过铰链(23)彼此连接的部件(21，22)以及至少一个执行器(24)，借助所述执行器能够使所述部件(21，22)相对于彼此运动，并且所述执行器(24)能够借助所述分析处理和控制单元(10)操控。
10.根据权利要求9所述的系统，
其特征在于，运动传感装置(25)设置在所述运动设备(20)上，所述运动传感装置至少检测所述部件(21，22)的相对空间位置并且产生至少一个第一运动传感器信号(26)，所述第一运动传感器信号能够借助所述分析处理和控制单元分析处理。
11.根据权利要求10所述的系统，
其特征在于，所述系统能够被置于如下运行状态中：在所述运行状态中，所述运动设备(20)能够在没有所述执行器(24)的支持和/或不受所述分析处理和控制单元(10)操控的情况下运动，并且
所述分析处理和控制单元(10)在所述运行状态中基于由所述运动传感装置(25)产生的第一运动传感器信号(26)产生运动数据并且将所述运动数据存储在所述存储器单元(60)中。
12.根据权利要求10或11所述的系统，
其特征在于，所述运动传感装置(25)检测在所述运动期间在所述运动设备上产生的力和/或转矩，并且产生至少一个第二运动传感器信号(28)，
设置比较器单元(120)，其将所述第二运动传感器信号(28)与参考数据(R)进行比较，并且在偏差超过可预给定的阈值时产生信号(29)，
所述比较器单元(120)与所述分析处理和控制单元(10)连接，所述分析处理和控制单元评估所述信号(29)。
13.根据权利要求4至12中任一项所述的系统，
其特征在于，设置探测器(70)，其检测电的脑信号并且产生探测器信号(71)，所述探测器(70)与所述分析处理和控制单元(10)连接，所述分析处理和控制单元评估所述探测器信号(71)并且根据存储在所述存储器单元(60)中的数据(D)来操控所述运动设备(20)以及所述信号发生器单元(30)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，
其特征在于，所述分析处理和控制单元(10)具有接口(90)，通过所述接口，所述分析处理和控制单元(10)能够与至少一个外部存储器单元(91)和/或至少一个外部分析处理和控制单元(92)有线或无线连接。
15.根据权利要求2至14中任一项所述的系统，
其特征在于，设置第一传感器单元(100)，其检测确定用于刺激所述骨骼肌(S)的自然电神经信号(101)并且产生至少一个第一传感器信号(102)，
所述第一传感器单元(100)与所述分析处理和控制单元连接，并且
所述分析处理和控制单元(10)分析处理所述第一传感器信号(102)，并且基于所分析处理的第一传感器信号操控所述信号发生器单元(30)，以用于产生所述第三刺激信号(41)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，
其特征在于，设置第二传感器单元(110)，其检测与所述骨骼肌(S)连接的感觉神经传导部分(3″)的电神经信号(111)和/或所述骨骼肌(S)的活动并且产生至少一个第二传感器信号(112)，
所述第二传感器单元(110)与所述分析处理和控制单元(10)连接，
所述分析处理和控制单元(10)分析处理所述第二传感器信号(112)，并且基于所分析处理的第二传感器信号操控所述信号发生器单元(30)，以用于产生所述第二刺激信号(32)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，
其特征在于，所述至少一个切断的神经传导(1)包括至少一个运动神经传导部分(2)和/或至少一个感觉神经传导部分(3)，
所述信号发生器单元(30)通过所述第一施加器(33)将所述第一刺激信号(31)施加到与所述骨骼肌(S)分离的运动神经传导部分(2′)上，并且于此同时，所述运动设备(20)使所述身体部分(4)运动，并且
在时间上在所述身体部分(4)运动期间或之后，所述信号发生器单元(30)通过所述第一施加器(33)或第二施加器(34)将所述第二刺激信号(32)施加到与所述骨骼肌(S)分离的感觉神经传导部分(3′)上。
18.根据权利要求17所述的系统，
其特征在于，设置传感装置(80)，其检测所述运动神经传导部分(2)上、所述感觉神经传导部分(3)上、所述骨骼肌(S)上和/或所述身体部分(4)上的可量化的状态变化并且产生传感器信号(81)，并且
所述传感装置(80)与所述分析处理和控制单元(10)连接，所述分析处理和控制单元评估所述传感器信号(81)。
用于再生至少一个切断的神经传导的系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于在活的人体或动物体内再生至少一个切断的神经传导的系统。这种切断的神经传导可能是如下创伤的结果：该创伤例如由于事故或外科手术失败、中枢神经系统肿瘤、感染或自身免疫疾病而产生，这会导致从控制中枢(大脑、脊髓)到外围靶组织(例如肌肉或器官)的神经刺激的传导和/或从那里返回的传导失效或至少受到干扰，并且导致所涉及的靶组织完全或至少部分地功能失效。
[0002] 在下文中，将从控制中枢延伸至外围靶组织的神经传导称为“运动神经传导部分”，并且将从外围靶组织返回的神经通路(Nervenbahn)称为“感觉神经传导部分”。
背景技术
[0003] 人的运动过程包括复杂的过程，该过程发生在三个层级：
[0004] 1.解剖学/生理学层级
[0005] 2.功能层级
[0007] 这些层级中的每个又由一定数量的子层级构成。
[0008] 解剖学/生理学层级
[0009] 最重要的基本组成部分由身体的解剖学部件(关节、肌肉、肌腱、神经细胞和神经)构成，其中神经起着特殊的作用，因为神经根据生理过程将神经刺激形式的控制论信息从身体的一个部位(控制中枢)传输至另一个部位(受控元件)并且传输回来。神经是类似于技术上的电导线或光纤的生物学信息导体。
[0010] 神经由各个神经纤维、即神经细胞(神经元)的“输入线路和输出线路”构成。已知两种基本类型：一方面是神经突起、即细胞突起，其将刺激从细胞体传输到神经细胞突起的端部上(“输出”；传出)，然后该刺激在那里被传输到其他神经细胞或肌肉上；如果这些线路由胶质细胞(Schwann'sche Zellen：施万细胞)构成的绝缘层包围，该绝缘层类似于电线的塑料外皮，则它们被称为轴突(参见图6)。另一方面是树突，其用于接收来自另一神经细胞或感觉细胞的刺激，并且将该刺激向细胞体方向传导(“输入”，传入)。通常，神经细胞具有多个树突，但是仅具有一个神经突起或轴突。然而，树突的长度可以是非常不同的并且有时与轴突(脊神经的感觉神经纤维)的长度类似，对于人类来说，轴突可以长达1米。神经突起终止于“突触”、即神经细胞与细胞(例如另一神经细胞、或者也可以是腺体细胞或肌肉细胞)之间的非接触式连接；从神经纤维到肌纤维的过渡通常称为“运动终板”。通过树突的刺激接收也通过这些突触来实现。
[0011] 如果神经细胞用于将指令从“中枢神经系统”传输到“外围”的肌肉或肌肉群，则谈及的是运动信号；传递这些运动信号的神经被称为“运动神经”，该运动神经的神经细胞是运动神经元(英语：motor neuron)，神经纤维是“运动神经纤维”。所述神经细胞属于“A型、α亚型”。
[0012] 此外，也存在如下神经细胞：所述神经细胞将关于成功转换Aα型运动信号的信号从外围传递回到中枢神经系统(感觉神经元)。从控制论的角度看，这些神经细胞与运动神经元同样重要，因为这些神经细胞提供了对动作的反馈。因此，在肌肉中和肌肉上存在特殊的解剖学结构、传感器等、例如肌梭(MS)或高尔基腱器官，它们可以确定肌肉收缩并且提供关于肌肉的当前拉伸状态的信息。这些感觉信号由感觉神经细胞传递。由这种运动神经细胞和感觉神经细胞形成的反馈机制使在控制技术上变得复杂，因为这种传感器的灵敏度取决于肌肉拉伸，并且因此必须根据拉伸状态“再调节”(“预应力”)。对于该任务，存在其他的运动神经细胞(A型、γ亚型)。
[0013] 不仅运动神经纤维、而且感觉神经纤维可以在神经中延伸。并且在神经中可以组合有不同类型的运动纤维(Aα和Aγ型【肌肉】以及B和C型【器官】)和感觉纤维(Ia型【肌梭】、Ib型【高尔基肌腱器官】、II型【触摸、压力、振动】、III【温度、“快”疼痛；反射触发】或IV【“慢”疼痛；疼痛感知】)。神经可以到达各个肌肉或肌肉群，其中，然后神经被划分成不同的分支。
[0014] 功能层级
[0015] “运动皮质”、即大脑皮层中的大脑区域是运动的最上面的功能层级，在该大脑区域中进行着关于有意识和无意识运动的计划。最低功能层级是肌肉、肌腱和关节，这些负责执行所谓的运动。脊髓位于这两者之间，脊髓一方面可以自主地发起运动(反射)，另一方面充当大脑与肌肉之间的“切换部位”。该中介层级对于本发明特别重要。
[0016] 功能层级由生物学调节回路实现。在最下面的子层级上，在此涉及简单的“反射弧”。这种反射弧的最著名的示例是髌腱反射(膝跳反射)。通过用反射锤轻轻敲击髌腱使附属的骨骼肌(S)短暂地过度拉伸。这由肌肉、肌梭(MS)中的传感器所记录。作为对过度拉伸的反应，肌梭通过感觉神经从肌肉向脊髓发送信号。这种感觉神经是反射弧的一半。另外一半由运动神经构成。通过刺激运动神经元(α型)，将信号通过称为运动终板的神经肌肉连接传输到骨骼肌上，这使该骨骼肌按顺序并且作为反应收缩。因此，运动神经“神经支配”肌肉。
[0017] 即使在最上面的子层级上也使用类似于反射弧的简单调节回路。在此，运动神经元控制反射弧的运动神经元的活动，以便引起肌肉收缩。该运动神经元通过第二感觉神经元获得反馈，该第二神经元又从反射弧的感觉神经元或者另一感觉源获得其信息。
[0018] 功能层级上的运动是至少两个调节回路彼此的互连。
[0019] 控制论层级
[0020] 但是仅借助这两个层级无法执行运动。因此，还存在第三层级：控制论层级。该控制论层级包括一系列信息(“运动模型”)，哪些解剖和生理过程应该何时、以什么顺序什么强度进行并且通过功能性调节回路实施。
[0022] 借助运动的这三个部分方面，仅简化地示出过程的复杂性。因此，除了大脑及其运动中枢、运动神经纤维和感觉神经纤维以及肌肉、关节、传感器以外，人的其他器官也参与运动现象：例如小脑在协调和执行运动时起到主要作用，在危及生命的特殊情况下，平衡器官或脊髓能够在没有任何大脑干预的情况下执行运动，其目的是让人尽快摆脱危险情况。
[0023] 人们可以通过人类儿童如何学习运动清楚地认识到，运动和在此运行的过程有多复杂。尤其学习行走是漫长而复杂的过程，因为人可以以两条腿向前运动，而且可以在违背力学规则的情况下以两条腿垂直地稳定且可靠地站立。因此，行走原则上无异于重心越过“稳定”点(腿和脚所处的站立点)的受控运动：必须阻止下落的开始，以便防止摔倒。同时，必须在一开始产生为此所需的摆动并且将其保持到运动结束。如果现在还要改变进行该运动的速度，则事情会变得更加复杂。
[0024] 即使站立也不是轻易的。所涉及的关节都不具有确保稳定性的锁合机构。因此在站立时必须确保：无论出于何种原因的关节位置的偏差都如此精确地通过肌肉收缩补偿，使得不会产生可能导致不期望运动的物理力矩。在显微镜下观察，即使所谓的固定不动也是肌肉和关节微活动的连续结果。如果在人类儿童学习站立、行走和跑步的阶段观察他们，则所有这些都很清楚地显示出来。相应地，直到他们能够顺利完成这些需要持续很长时间。
[0025] 运动是学习过程的结果。这方面是特别重要的。正如每种学习过程那样，所学的东西被存储在记忆中。这种“运动记忆”隶属于小脑。小脑无意识地对该运动记忆进行追溯。因此，运动在大多数情况下是一种无意识过程，即使该运动是有意识地被发起的：人虽然可以有意识地想要从桌子站起来并且去厨房；然后发起这些。然而，为了纯物理地实现该计划而需要些什么完全超出了我们的意识和控制：我们既不知道需要在何时以及以什么顺序以什么强度激活和放松哪个肌肉/肌肉群，也不知道其实际上是否发生。我们仅凭其他感官知觉(眼睛、耳朵)注意到，我们按照自己的意图改变了我们的站立点。即使我们的位置和平衡器官对此有所贡献，我们也不知道。
[0026] 因此，运动是基于存储的运动模型的复杂过程，该运动模型在童年时期的自学过程范畴内已经被掌握且优化。也可以从以下方面看出复杂性：为了教会步行机器人类似人的步态，在相对简单的成果下，我们付出了何种努力。如今所应用的干细胞形式的“硬件”的简单替换、神经细胞移植或受损神经细胞修复以及“简单的”康复措施无法实现治愈，因为其虽然在解剖学层级和功能层级上修复损伤，但没考虑到另外的层级。
[0027] 为了在瘫痪或仅麻痹后恢复运动，必须增加婴儿时期那样的重新学习过程：这些是目前在康复范畴内所执行的措施。在此从控制论的角度看，问题在于，未实现解剖学/生理学层级上的“修复”与运动训练的协调，并且未考虑到调节回路的特点：动作和反馈。更困难的是：与儿童时期不同，在康复措施下，基本的解剖学和生理学前提条件必须被重新纳入，因为它们在功能上尚未起作用。因此，需要适当的康复措施。
[0028] 如所有所学到的东西那样，运动也可以被重新忘记。因此，正如学校知识长时间没再被“使用”，而在某个时刻被抹去、至少被抑制 那样，运动模型也可以被再次抹去或抑制。如果这发生了，则必须替换所述运动模型。
[0029] 根据运动的复杂性，这个过程也非常复杂。因为即使在长时间不使用之后，也可以调用曾经学会的运动模型(汽车驾驶、“不会忘记骑车”等)。然而，仅当存储在运动模型中的控制论信息的类型和顺序(基于解剖学/物理学前提条件)在此保持相同并且可以无问题地使用时，才是这种情况。如果不是这种情况，例如因为必须移除神经和/或肌肉，则相应的信息会从运动记忆中移除。例如当必须对大脑中的运动中枢进行干预或中风之后，则这种情况会显示出来。在此，患者通常必须通过不断的练习、尝试和翻错(自学系统的要素)来重新学习各个运动。与传统康复措施不同，在此根据功能调节回路来重新构建(“编程”)运动模型(“软件”)。
[0030] 总之这意味着，为了在解剖学层级上实施运动需要：
[0031] 1.最低层级上的调节回路，借助该调节回路可以将信号输出到肌肉上。该调节回路在人和动物的情况下以反射弧的形式实现，该反射弧由至少一个运动神经细胞和至少一个感觉神经细胞构成：一方面是运动神经细胞(“第二运动神经元”，英语是LMN：lower motor neuron)，其细胞体处于脊髓中的“运动前角”的灰质中，并且其进行信号传递的神经纤维、其“轴突”作为“脊神经”的一部分离开脊髓，以便与感觉神经纤维以及其他运动和感觉神经一起作为“神经”到达外围中的肌肉。另一方面是感觉神经细胞，其细胞体作为“脊神经节”紧邻其外侧的脊柱。处于肌肉和/或肌腱上的传感器现在通过感觉神经纤维将反馈传递到该细胞体上，感觉神经纤维在此由感觉神经细胞的树突构成，并且是上述“神经”的一部分。感觉神经细胞的轴突作为脊柱中的脊神经的一部分进入到脊髓中的“感觉后角”的灰质中。现在在最简单的情况下直接、即仅通过一个突触(“单突触地”)与LMN的树突连接，但在很多情况下也间接地在“中间神经元”的中间连接下(“多突触地”)与LMN的树突连接：因此在解剖学和生理学上，调节回路是闭合的。通过该调节回路能够实现“反射”、即如下运动：该运动通过更高的运动中枢摆脱所有任意性和影响。进化是脊椎动物最原始的运动过程。其是每种运动的基础。
[0032] 2.调节回路，通过该调节回路可以从更高的运动中枢出发对根据1的基本调节回路造成影响。这种调节回路根据相同的原理工作：在脑中、例如在负责运动的运动大脑中枢中存在运动神经细胞(第一运动神经元，英语是UMN：upper motor neutron)。该运动神经细胞将其轴突通过脑干和延长的骨髓送到脊柱中。在那里，该轴突通过突触直接与LMN非接触式连接，或在中间连接的进行加强或进行抑制的中间神经元的共同作用下与LMN非接触式连接。以这种方式，可以从外部操控1中的调节回路。
[0033] 该调节回路也需要用于反馈的感觉部分。因此，在此也存在感觉神经细胞，该感觉神经细胞在脊髓中的调节回路与更高运动中枢之间建立连接。该感觉神经细胞可以从两个来源获得其信息：要么通过在互连基本调节回路的部件时使用中间神经元。要么通过一个附加的感觉神经细胞，其也起源于肌肉和/或肌腱但不与LMN互连，并且仅用于通知更高的中枢(例如“疼痛通路”)。第一运动神经元的“下行运动神经纤维”和“上行感觉神经纤维”构成脊髓的“白质”。在此，运动神经纤维形成“前线”和“侧线”的“椎体”和“椎体外系”通路，感觉神经纤维形成“后侧线通路”和“前侧线通路”。
[0034] 因此，虽然脊髓是具有自带原始智力(“反射”)的复杂系统，但是该系统可以通过至大脑的神经连接而由外部用于有针对性的运动。
[0035] 目前，瘫痪(“麻痹”)是由如下原因造成损伤神经通路之后的状态：创伤、不成功的外科手术(例如校正椎间盘突出)、中枢神经系统的肿瘤或由感染或自身免疫性疾病(例如多发性硬化症)引起的神经组织下沉，该状态表现为：使从控制中枢(脑、脊髓)至外围的目标组织(运动性上的：骨骼肌、膀胱和直肠的肌肉)、至器官(植物性的：膀胱、直肠、循环)的神经刺激的传递以及从那里返回的(感觉)传递受到干扰直至失效，并且导致所涉及的目标组织的完全功能失效(“麻痹”)。最后，瘫痪由于部分或完全破坏至少一个所参与的神经细胞和/或其突起而产生，使得调节回路和/或该调节回路由上级大脑中枢的操控在功能上和生理上被中断。
[0036] 在此，这种破坏的位置起着决定性作用：现代医学如今通常能够以外科手术恢复外围神经、即这种调节回路的运动神经纤维和感觉神经纤维。这是神经外科手术后成功再移植断肢的基础。在外围感觉神经通路被切断之后(例如在骨折的情况下)，感觉知觉通常也可以恢复；通常这也自发地发生，因为如果受影响的神经细胞仍在很大程度上是完好的，则身体具有重建神经通路的能力。然而，为此需要适当地刺激相应的神经细胞，以及需要仍然完好的周围环境，在其中可以不受干扰地进行再生。
[0037] 然而，损伤离脊柱越近则这越难实现，并且如果该损伤发生在脊髓中，则至少在神经外科中实际上是无法实现的。通常，主要第二运动神经元的破坏、以及UMN与LMN之间的连接的截断导致受LMN神经支配的肌肉或肌肉群的不可修复的“去神经支配”。其结果是各个肌肉或肌肉群瘫痪，伴随着如下影响：不再(可以)触发运动。在“脊柱横断面综合征(截瘫)”的情况下发生整个肢体或肢体段的瘫痪。
[0038] 由于脊髓的椎体外系通路和锥体通路(UMN与LMN之间的连接)的重要性，在运动皮层(大脑和/或小脑皮层)损伤的情况下也发生瘫痪。臂丛神经(由颈椎和胸椎区域的不同脊神经构成的网络[C4-Th2]，其神经支配上肢和胸壁)和腰骶丛(由腰椎和骶骨区域的不同脊神经构成的网络[Th12-S5]，其支配下肢、腹壁和骨盆)的损伤同样可能导致各个肌肉群失效。
[0039] 基于这种神经损伤后的症状，已知以下形式的瘫痪：
[0040] ·单瘫：肢体或肢体段(例如前臂)完全麻痹；
[0041] ·偏瘫：身体半边完全麻痹；
[0042] ·截瘫：下肢或上肢完全麻痹；
[0043] ·四肢瘫痪：所有肢体完全麻痹。
[0044] 在神经组织受到损伤之后发生这些形式中的哪种由该损伤发生的位置所决定。因此，从尾部(对于人类来说指“下部”)向颅部(“在头部的方向上”)，失效症状增加。直接在第一颈椎区域中的颈椎损伤可能导致四肢瘫痪——最严重的瘫痪形式，因为在此头部下方的整个脊髓与来自大脑的控制脉冲切断，因此身体肌肉不再受神经支配。如果损伤的“横截面”处于更低(尾部)，则通常涉及“截瘫”。则肩膀、包括手和手臂的上半身甚至骨盆上方的躯干可能仍是可运动的。如果损伤的“横截面”更高(“断颈”)，则通常不再能够存活，因为此外呼吸肌瘫痪。
[0045] 因此，瘫痪是一种高度个体化的疾病，其无法借助标准化程序进行充分治疗。视原因、个体表现、损伤位置和严重程度以及受影响者的身体和心理状况而定，必须使用不同的治疗方法，必要时彼此组合地使用治疗方法。在此，一个必不可少并且经常被低估的因素是患者的心理：患者必须想要克服这种状况。
[0046] 如果破坏的位置接近脊柱或在最差的情况下处于脊柱中，则情况变得复杂。根据当前的科学状况，实际上无法在脊柱上或脊柱中的进行神经外科手术干预，在该干预范畴内能够恢复各个神经通路。这就是为什么到目前为止认为瘫痪无法治愈的原因，并且医学治疗仅仅是为了改善患者的生活质量。这通过如下方式实现：通过适当的康复措施来建立就目前状况而言的物理上最大的可运动性。然后借助医疗技术的可能性来尽可能好地补偿剩余故障。所述可能性包括助手、轮椅、外骨骼以及矫形器或刺激电流发生器，该刺激电流发生器执行部分运动过程，其方式是：该刺激电流发生器测量何时发生“上级的”肌肉收缩，然后在时间上适当错位地刺激其他肌肉或可以通过矫形器实施附加的运动(例如抬脚矫形器，FES：功能性电刺激)。
[0047] 通过来自最新科学学科、例如细胞生物学、生物化学和生物技术的认知以及由于神经科学的进步(功能成像方法)，多年来试图以更合适的方式治疗瘫痪，其方式是：确保修复受影响的调节回路。这导致目前研发出如下方法：通过使用信使物质和生长因子使还存在的受损神经细胞重新在靶组织的方向上生长(aussprieβen)并且从而替代受损的神经纤维。在此基于最新的认知，最近也使用所谓的突破性(bahnbrechende)细胞、例如嗅觉支持细胞，其用于帮助神经细胞找到其进入目标区域的路径。这些尝试取得了部分成功，但至今未取得期望的突破。
[0048] 其他方法通过新的神经细胞取代被破坏的神经细胞。这主要发生在如下情况下：原始细胞无被法重新激活，因为原始细胞已经被不可修复地破坏，或者损伤与治疗措施之间的时间太长。在此使用干细胞，其在合适的条件下并且在合适的环境中分化成神经细胞。
替代地，也移植其他神经细胞。目的是恢复用于完好调节回路的解剖学和生理学前提条件。
这在个别情况下也已经成功。但在此也没有显示出突破性成功。
替代地，也移植其他神经细胞。目的是恢复用于完好调节回路的解剖学和生理学前提条件。
这在个别情况下也已经成功。但在此也没有显示出突破性成功。
[0049] 原因是，借助这样单纯的“修复”没有满足解剖学和生理学的前提条件：必须重新在功能上启动和保持调节回路，这意味着必须恢复动作(运动脉冲)与反应(感觉反馈)之间的相互作用。但是这在手术之后的相对较长的时间间隔才能发生，如果存在所述时间间隔的话：经纤维必须首先(重新)生长到目标区域中，必须自身恢复反射弧内的突触连接，而且还必须恢复至中间神经元以及至更高大脑中枢的突触连接等。
[0050] 在上述手术之后究竟是否可以、以及在何时、以哪种程度在功能上重新消除损伤在很大程度上取决于：在直至为此的生理前提条件恢复的时间段上，保持相关反射弧的功能。因此，必须尽可能在很大程度上模拟反射弧的自然功能。
[0051] 到目前为止，已经给遭受损伤/神经传导切断或截瘫的患者提供辅助设备、例如轮椅、矫形器或人造外骨骼等。
[0053] 人造外骨骼是外部支撑结构，所述外部支撑结构可以纯机械地构造，然而也可以被看作可穿戴在身体上的机器人，所述外部支撑结构支持或加强穿戴者的运动，其方式是：例如通过伺服电机驱动外骨骼的关节。这种外骨骼至少在瘫痪康复的研究的范畴内使用。
[0054] 虽然所提及的设备能够实现更好地应对日常生活，但是所述设备不适用于引起被切断的受损神经传导再生。
[0055] 由DE 10 2006 008 495 A1已知另一种方法，其用于改善瘫痪的人、或例如已经失去手或手臂的人以及依赖于矫形器或假肢的人的生活质量。根据所述方法，将会通过如下方式改善患者的运动能力：该患者有意操控通常被称为效应器的自身身体部分或假肢。为此设置分接电极(Ableitelektrode)，借助该偏转电极检测来自负责所期望的运动的大脑区域的信号，所述信号在运动的想象、计划、实施或控制时产生。这些信号被分类并且例如用于产生用于功能性刺激如下自身身体部分的信号：所述身体部分至大脑的神经元连接中断。还可以将反馈从该身体部分传递回到大脑，其方式是：将例如来自完好内源性压力受体或拉伸受体或来自人造传感器的传感器信号作为刺激数据反馈到大脑上。
[0056] 文献US 2015/0057723 A1以及DE 10 2009 057 962 A1分别公开一种用于借助电刺激治疗被切断的神经传导的系统。
[0057] 然而，无法从现有技术中已知这样的系统：该系统不仅能够为患者提供功能性支持，而且还能够实现被切断的神经传导的再生和控制论层级上的“修复”。
发明内容
[0058] 本发明基于如下任务：说明一种用于在活的人体或动物体内再生至少一个切断的神经传导的系统，也就是说，该系统不应该仅仅是尤其用于截瘫患者的用于应对日常生活的辅助装置，而是应该用于再生切断的神经传导，目的是能够长期放弃辅助装置。
[0060] 根据本解决方案的用于在活的人体或动物体内再生至少一个切断的神经传导的系统具有运动设备，借助该运动设备能够使人体或动物体的如下身体部分运动：该身体部分包括至少一个骨骼肌，该骨骼肌能够在被切断的神经传导未被切断的情况下借助其神经支配。此外，根据本解决方案的系统具有信号发生器单元，该信号发生器单元产生第一电刺激信号和第二电刺激信号。此外，根据该解决方案设置一种分析处理和控制单元，其如此彼此协调地操控运动设备和信号发生器单元，使得信号发生器单元通过第一施加器将第一刺激信号施加到与骨骼肌分离的神经传导部分上，并且与此在时间上重合地，该运动设备使身体部分运动。根据该解决方案，在身体部分运动期间或之后，信号发生器单元通过第一施加器或第二施加器将第二刺激信号施加到与骨骼肌分离的神经传导部分上。
[0061] 在此，尤其如此相对于第一刺激信号在时间上错位地施加第二刺激信号，使得相应自然信号的时间顺序被复制。在此，刺激信号在其幅度和信号形状方面如此选择，使得这些刺激信号在相应神经传导上引起如下信号：所述信号在强度和形状上与该神经传导上的自然信号相似。
[0062] 由于神经传导被切断，将神经传导的不再与骨骼肌直接连接的部分称为与骨骼肌分离的。神经传导的该部分尤其包括与骨骼肌分离的运动或感觉神经传导部分。在本发明意义上，运动神经传导部分应理解为神经传导的如下部分：该部分引导从脑或脊髓发出的、用于操控骨骼肌的信号。
[0063] 相应地，在本发明的意义上，感觉神经传导部分应理解为神经传导的如下部分：该部分引导从骨骼肌或从与骨骼肌功能接触的生物传感器发出的信号，所述信号将会到达脊髓或脑。从骨骼肌发出的神经信号应理解为如下信号：所述信号在肌肉收缩或拉伸时例如由肌梭或高尔基肌腱器所产生。
[0064] 原则上，仅能通过到达神经元的树突处的神经信号来刺激神经元。因此，施加第一刺激信号的位置必须如此选择，使得通过刺激信号产生的人造神经信号到达处于运动神经传导部分的物理中断或分离位置之前的最后一个神经元的至少一个树突，并且因此刺激该神经元。
[0065] 这相应地适用于第二刺激信号的施加位置；在此，第二刺激信号的施加可以发生在处于物理中断或分离位置之后的第一个神经元的树突处。
[0066] 根据本解决方案的系统的优点在于，借助以第一刺激信号刺激与肌肉分离的运动神经传导部分以及通过第二刺激信号形式的反馈，将最接近分离位置的神经元激发用于重新生长到由于切断而不再被供养的区域中。在运动神经传导部分方面，这意味着在骨骼肌方向上生长，因为在此细胞体(该细胞体是真正的“细胞”并且因此可以发起并执行生长)处于脊髓的运动前角中。因此，沿运动神经传导部分的生长总是在骨骼肌方向上发生。感觉神经细胞涉及神经细胞的一种特殊形式、即所谓的假单极神经细胞，其中，细胞体作为脊神经节直接处于脊柱上。在这种情况下，至骨骼肌的树突是长突起，脊髓中的轴突非常短。因此在切断的情况下，必须使同样在骨骼肌方向上生长的树突生长。
[0067] 同样可设想的是，通过刺激运动神经传导部分，使虽然外表上被修复但仍然无法正常工作的神经通路或神经细胞(其已经植入分离位置的区域中)如此运动以用于结合，使得之前中断的神经传导再生。
[0068] 优选地，信号发生器单元产生第三电刺激信号，该第三电刺激信号能够借助第三施加器施加在骨骼肌上。在此，分析处理和控制单元如此构造，使得其如此操控信号发生器单元，使得与第一刺激信号同时地、或在运动设备使身体部分运动期间将第三刺激信号施加在骨骼肌上。在此，不仅能够通过放置在那里的施加器直接刺激骨骼肌，而且也能够通过刺激运动神经传导部分的引导至肌肉的、仍与肌肉连接的并且能够正常工作的部分来间接地刺激骨骼肌。三个刺激信号以及借助运动设备的运动在时间上尤其如此彼此协调，使得借此能够模仿健康患者情况下所属的自然神经信号的运动，以便促进被切断的神经传导的再生。刺激骨骼肌的范围、尤其幅度优选也匹配于由运动设备促成的身体部分的运动。
[0069] 特别优选地，该系统具有注射器系统，该注射器系统同样能够通过分析处理和控制单元操控并且在切断的神经传导的区域内施加至少一种活性物质。在此，优选将活性物质施加在如下神经元的细胞体区域内，该神经元紧邻中断，和/或该神经元为了修复神经传导而已经被施加在中断区域中，以便使该神经元为了生长或结合运动，并且因此有助于神经传导的再生。尤其可以注射特定的神经生长因子或信使物质，以便促进神经生长、例如新轴突的生长，或者也促进植入的神经细胞的结合。替代地，也可以注射活性物质，其在用于物理修复神经传导的干细胞治疗的情况下被激发用于分化干细胞。在此，分析处理和控制单元优选如此构造，使得其可以在时间上和数量上操控借助注射器系统对活性物质的输出。
[0070] 在另一优选的实施方式中，该系统包括至少一个存储器单元，在该至少一个存储单元中存储有数据，分析处理和控制单元基于该存储器单元来操控运动设备和信号发生器单元，并且特别优选地也操控注射器系统。在该存储器单元中尤其能够存储有多个不同数据集形式的数据，这些数据反映出特定匹配于或这说能够匹配于患者的运动或运动模型，所述运动或运动模型分别具有匹配于其的刺激信号或施加的活性物质。
[0071] 优选地，第一施加器具有电极装置和/或第二施加器具有电极装置。这些电极装置与信号发生器单元直接或间接连接，并且构造用于传递电流或产生电场、磁场或电磁场。在此，第一施加器可以如此构造，使得通过该第一施加器不仅能够施加第一刺激信号而且也能够施加第二刺激信号。在这种情况下，提供一种具有至少两个电极的电极装置，其中，第一或第二刺激信号能够分别通过至少两个电极中的一个被施加。
[0072] 然而也能够实现，第一刺激信号能够通过第一施加器施加，并且第二刺激信号能够通过第二施加器施加。在这种情况下，相应的电极装置可以分别仅包括一个电极。
[0073] 所述电极本身可以以能够布置在皮肤上的电极的形式构造。替代地，所述电极也可以由植入电极与布置在皮肤上的表面电极构成的组合构成，其中，植入电极引起直接刺激运动或感觉神经传导部分，并且例如与表面电极无线连接，该表面电极又与信号发生器单元连接。
[0074] 优选地，第三施加器也具有电极装置，以便借助电信号使骨骼肌运动至收缩。也就是说，当将该骨骼肌运动至收缩时，则通过刺激属于骨骼肌的“拮抗肌(Gegenspieler)”来实现骨骼肌的拉伸。对骨骼肌的刺激例如可以借助一个或多个能够施加到肌肉上方的皮肤上的电极以刺激电流的形式实现，或者可以借助对引导至骨骼肌的运动神经传导部分的刺激来实现。
[0075] 优选地，运动设备具有矫形器或外骨骼。外骨骼不仅可以是部分骨架，借助该部分骨架使瘫痪的身体部分、例如手臂或腿运动，而且也可以是完整的外骨骼。除了纯运动功能以外，这种外骨骼还可以具有支撑功能，也就是说，该外骨骼承担其他任务、例如减轻身体或身体部分的重量或者保持平衡。因此，完整的外骨骼例如能够使人直立行走。
[0076] 优选地，在矫形器或外骨骼上布置有分析处理和控制单元、信号发生器单元和/或存储器单元并且形成自主的(autarke)单元。同样优选地，在矫形器或外骨骼上布置有(例如可再充电的蓄电池单元形式的)能量供给单元，以便能够实现不受电缆或软管限制的自由运动。替代地或组合地，可以设置与运动设备分离的能量供给单元。在单独的、例如电动或气动的能量供给的情况下，可以借助馈电线和/或软管将能量引导至运动设备。
[0077] 优选地，运动设备具有至少两个通过铰链彼此连接的部件以及至少一个执行器，借助该执行器能够使部件相对于彼此运动。在此，该至少一个执行器能够借助分析处理和控制单元操控。作为执行器例如可以考虑使用线性驱动器和/或旋转驱动器。至少一个旋转驱动器和铰链尤其可以集成在一个单元中。
[0078] 特别优选地，该系统具有运动传感装置，该运动传感装置设置在运动设备上并且至少检测所述部件的相对空间位置。运动传感装置例如可以是铰链和/或执行器的结合部分，并且例如通过相应的编码器(角度编码器、旋转编码器、位置编码器等)来检测铰链和/或执行器的状态。替代地或组合地，运动传感装置也可以具有光学传感器，以便检测部件的相对空间位置。在任何情况下，运动传感装置产生至少一个第一运动传感器信号，该第一运动传感器信号能够借助与运动传感装置直接或间接连接的分析处理和控制单元被分析处理，使得至少能够确定部件的相对空间位置。
[0079] 特别优选地，该系统能够被置于运动状态中，其中，运动设备能够在没有执行器的支持和/或没有通过分析处理和控制单元的操控的情况下运动，其中，分析处理和控制单元在该运行状态下基于由运动传感装置产生的第一运动传感器信号产生运动数据并且将所述运动数据存储在存储器单元中。该运行状态——运动设备能够在该运行状态中类似空转地运动——用于产生运动数据，该运动数据相应于自然运动过程，该自然运动过程在(自然)刺激至少一个骨骼肌的情况下由身体部分所执行。一种用于获得这种运动数据的可能性在于，给执行期望运动过程的健康人员施加该运动设备。然后，分析处理和控制单元由借助运动传感装置所检测的至少两个部件的相对空间位置产生运动数据，所述运动数据能够被存储在存储器单元中。替代地，也可以给患者施加该运动设备，并且使相应的身体部分被动地相应于期望的运动过程运动，其中，借助运动传感装置以及分析处理和控制单元再次获得运动数据。然后，所述运动数据可以用作如下数据的基础：该分析处理和控制单元基于所述数据在正常运行下操控运动设备和信号发生器单元。
[0080] 优选地，运动传感装置还检测在运动期间在运动设备上产生的力和/或转矩，并且产生至少一个第二运动传感器信号，该第二运动传感器信号能够借助比较器单元与参考数据进行比较。在此，比较器单元如此构造，使得在至少一个第二运动传感器信号与参考数据之间的偏差超过可预给定的阈值时，该比较器单元产生信号并将该信号递交到与比较器单元连接的分析处理和控制单元上，该分析处理和控制单元对该信号进行评估。造成如下力和转矩的原因例如可能源自进行再生的神经传导：所述力和/或转矩可能导致运动传感器信号偏离参考数据。在这种情况下，正如神经传导的再生所发展的那样，例如可以使该系统的操控基于新的数据，使得在一定程度上降低患者通过外骨骼或矫形器的支撑/被动运动的程度，和/或降低对运动神经传导部分和/或感觉神经传导部分或骨骼肌的刺激程度。另一方面，该信号还可以指出该系统需要被修复。
[0081] 在该系统的另一优选实施方式中，设置一种探测器单元，其检测电学脑信号并且产生探测器信号，该探测器信号被递交到与探测器单元连接的分析处理和控制单元上。分析处理和控制单元评估探测器信号并根据存储在存储器单元中的数据来操控运动设备以及信号发生器单元。特别优选地，在此应该能够检测脑的催眠状态，在此期间借助所属的刺激信号经历预给定的运动过程。
[0082] 在另一优选实施方式中，设置一种传感装置，其检测运动神经传导部分上、感觉神经传导部分上、骨骼肌和/或身体部分上的可量化的状态变化并且产生传感器信号。该传感装置与分析处理和控制单元连接，该分析处理和控制单元评估该传感器信号。该传感装置尤其用于探测神经传导的初始再生或改善，以便例如相应于进展地设置用于操控控制单元的新数据，其中，相应于再生成果来反馈地和/或匹配地提供外部刺激、借助运动设备对患者进行外部支持和/或借助注射器系统施加活性物质。这些新数据能够通过分析处理和控制单元或新的学习阶段产生。其他细节可以从以下实施方案中得出。
[0083] 目标是可以逐渐省去外骨骼或矫形器以及外部刺激。
[0084] 特别优选地，分析处理和控制单元具有如下接口：通过该接口，分析处理和控制单元能够与至少一个外部存储器单元和/或至少一个外部分析处理和控制单元有线或无线连接。优点在于，尤其在该系统构造成自主单元的情况下，该自主单元可以尽可能容易地构造。尤其可以转移不直接用于操控运动设备和信号控制单元的计算功率和/或不需要存储在本地存储器单元上的数据。尤其可以在外部数据库中存储有外部(专家)知识，该外部知识例如由其他患者的数据、实验、对照情况或患者的其他数据集构成。外部分析处理和控制单元例如能够实现产生新的数据集、或者在对患者的具体可用性或适用性方面对外部数据库中的数据集进行检查。
[0085] 特别优选地，设置第一传感器单元，其检测确定用于刺激骨骼肌的自然电神经信号并且产生至少一个第一传感器信号。在此，该第一传感器单元与分析处理和控制单元连接，该分析处理和控制单元分析处理第一传感器信号，并且基于所分析处理的第一传感器信号来操控信号发生器单元产生第三刺激信号。由此，能够实现对被中断/切断的神经传导、尤其设置用于操控肌肉的部分的人造复制品。优选地，借助至少一个滤波器对由第一传感器单元检测的信号进行滤波，以便将用于操控的自然神经信号从共同检测到的噪声以及其他干扰信号中隔离出，并且可能借助信号处理单元如此预处理这些滤出的隔离信号，使得能够借助信号发生器单元来产生相应于自然神经信号的第三刺激信号。在此，作为确定用于刺激骨骼肌的自然电神经信号，其不仅包括从脑沿着脊髓传输的自发神经信号，而且也包括在脊髓内部传输至下面的运动神经元的反射信号。
[0086] 在另一优选实施方式中，设置第二传感器单元，其检测与骨骼肌连接的感觉神经传导部分的电神经信号和/或骨骼肌的活动，并且产生至少一个第二传感器信号。第二传感器单元与分析处理和控制单元连接，该分析处理和控制单元分析处理第二传感器信号并且基于所分析处理的第二传感器信号操控信号发生器单元产生第二刺激信号。在此，能够实现对神经传导的复制品，该复制品将神经信号从肌肉引导至脊髓或脑。在此也优选地，分析处理和控制单元包括用于产生所匹配的第二刺激信号所需的相应滤波器和信号预处理单元。
[0087] 第一和第二传感器单元也可以用于在运动设备的外部运动时，在获取运动数据的范畴内同时检测所属的自然刺激信号。由这些自然刺激信号，能够借助分析处理和控制单元来针对运动神经传导部分、感觉神经传导部分和/或骨骼肌求取相应于运动数据的刺激数据，使得能够产生完整的数据集。
[0088] 分析处理和控制单元至少与运动设备和信号发生器单元连接。可选地，分析处理和控制单元与注射器系统连接。信号发生器单元在其侧又与第一和第二施加器连接，并且可选地与第三施加器连接。连接分别能够实现至少一个有线信号传输和/或无线信号传输。附图说明
[0089] 以下在不限制本发明的一般发明构思的情况下根据参照附图的实施例示例性地描述本发明。附图示出：
[0090] 图1示出根据本解决方案的系统的一种实施方式的示意图；
[0091] 图2示出根据本解决方案的系统的一种优选实施方式的示意图；
[0092] 图3示出一种简单运动设备的示意图；
[0093] 图4示出可以布置优选传感装置的可能位置的示意图；
[0094] 图5示出具有第一和第二传感器单元的优选实施方式的示意图；
[0095] 图6示出具有进行输入的细胞突起(树突)和进行输出的细胞突起(神经突起、轴突)的神经细胞的示意图。
具体实施方式
[0096] 图1以高度简化的示意图示出具有分离位置5的被切断的神经传导1。分离位置5不一定严格理解为损伤位置，而应理解为神经传导的功能性中断或干扰区域，沿着该区域在神经信号传输中产生干扰自然神经信号传输的至少一个错误。神经传导1包括运动神经传导部分2和感觉神经传导部分3，该神经传导在未被切断的情况下神经支配骨骼肌S，也就是说，通过运动神经传导部分2激发骨骼肌S收缩，并且通过感觉神经传导部分3将由肌肉、例如至少一个肌梭和/或至少一个高尔基肌腱器产生的信号通过反射弧引导回到脊髓，并且从那里作为显示收缩的反馈信号引导至脑H或引导至相应的下运动神经元。
[0097] 由于表示功能性中断的分离位置5，运动神经传导部分2和/或感觉神经传导部分3被分成分别与骨骼肌分离的神经传导部分2′、3′以及分别与骨骼肌连接的神经传导部分2″、3″。因此，应该通过运动神经传导部分2传输至骨骼肌S的神经信号不再存在。相应地，与骨骼肌S分离的感觉神经传导部分3′也不接收来自骨骼肌S、例如肌梭和/或高尔基肌腱器的反馈信号，使得脊髓(以及下运动神经元)和脑都不“了解”骨骼肌S的收缩以及与此相关的运动。
[0098] 这种封闭系统的中断可能导致神经传导的进一步退化或丧失自主操控，也就是说，丧失了脑发出适当神经信号以用于发起肌肉运动的能力。
[0099] 下面描述的本发明基于如下认识：为此，需要对要再次生长到分离区域中的受损神经元、或待结合的修复的或准备好的神经连接进行刺激。
[0100] 在这一点上，根据本解决方案的系统启动，即该系统能够使身体部分结合如下神经刺激信号而运动，所述神经刺激信号相应于与身体部分的运动、尤其与骨骼肌S的收缩自然相关的那些神经刺激信号。相应地，根据本解决方案的系统包括使身体部分运动的运动设备20以及产生第一刺激信号31和第二刺激信号32的信号发生器单元30。在此，借助第一施加器33将第一刺激信号31施加到与骨骼肌S分离的运动神经传导部分2′上，其中，第一刺激信号31在幅度和信号形状上尤其如此构造，使得该第一刺激信号沿着与骨骼肌S分离的运动神经传导部分2′产生神经信号，该神经信号相应于在那里产生的用于自发或非自发地操控骨骼肌S的自然神经信号。由此，人工地刺激分离位置之前的最后一个神经元、尤其该神经元的树突。要么同样通过第一施加器(参见图2)要么通过第二施加器34(参见图1)将第二刺激信号32施加到与骨骼肌S分离的感觉神经传导部分3′上。在此，感觉神经传导部分的神经元的树突可以被看作是用于刺激的第一合适位置，该第一合适位置最接近分离位置，或者说，借助第二神经刺激信号人工产生的神经信号作为反馈信号从该位置出发在脊髓或脑的方向上传递。以这种方式，最后，运动神经在分离位置5之前的最后一个神经元通过反射弧或脊髓-脑-脊髓的回路获得反馈信号。
[0101] 此外，根据本解决方案的系统具有分析处理和控制单元10，该分析处理和控制单元与运动设备20和信号发生器单元30连接并且如此操控，使得与由运动设备20执行的身体部分4的运动在时间上重合地施加第一刺激信号31，并且在时间上在身体部分4运动期间或在身体部分4的运动之后施加第二刺激信号32。然而，第二刺激信号32至少在时间上与第一刺激信号31错位，如在自然系统中那样。
[0102] 除了用于通过第一施加器31施加第二刺激信号32的上面提到的根据本解决方案的变型方案以外，从图2中还能得出该系统的其他优选扩展方案。该扩展方案包括第三施加器40，借助该第三施加器能够将由信号发生器单元30产生的第三电刺激信号41施加到骨骼肌S上。在此，如图2说明的那样，第三施加器40可以直接刺激骨骼肌S、即激发至收缩，或间接地、即通过刺激运动神经传导部分2″的与骨骼肌连接的、仍能正常工作的部分(未示出)来刺激骨骼肌S。在此，分析处理和控制单元10如此操控信号发生器单元30，使得与第一刺激信号31同时地或在运动设备20使身体部分4运动期间将第三刺激信号41施加到骨骼肌S上。在此，这同时意味着，对与骨骼肌S分离的运动神经传导部分2′的刺激与对骨骼肌S的刺激之间的可能时间错位大多相应于自然的、由传输时间决定的时间错位并且必要时相应于其生物学处理时间。
[0103] 在图2中还说明注射器系统50，借助该注射器系统能够将活性物质施加在切断的神经传导1区域内。在此，施加位置优选如此选择，使得活性物质可以被如下神经元或细胞所吸收：所述神经元或细胞将将被激发用于生长或结合。优选地，注射器系统50与分析处理和控制单元10连接并且能够通过该分析处理和控制单元操控，也就是说，尤其可以在时间和数量上影响活性物质的输出。因此，神经根据梯度将确定的信使物质发送到其突起上，也就是说，可能需要将确定的生长因子施用在直接受损的部位上以及目标区域中。将活性物质或生长因子直接施用在细胞体上可能是有意义的。
[0104] 图2中还示出优选的存储器单元60，其中存储有数据D，分析处理和控制单元10基于这些数据来操控运动设备20和信号发生器单元30。优选地，数据D包括用于操控运动设备的运动数据BD以及用于操控信号控制单元的刺激数据SD，该信号控制单元又相应于刺激数据产生至少一个第一刺激信号31、第二刺激信号32和第三刺激信号41。数据D同样可以包含关于由注射器系统输出活性物质的数据ID。运动数据BD、刺激数据SD以及可选的注射器系统数据ID构成一个数据集。在存储器单元60中也可以存储有多个这样的数据集。
[0105] 图2中还说明能量供给单元130，其给系统部件、即分析处理和控制单元10、运动设备20、信号发生器单元30、注射器系统50和/或存储器单元60直接或间接地提供能量。
[0106] 此外，在图2中作为优选实施方式描绘了探测器单元70，其如此构造，使得该探测单元检测电的脑信号并且产生探测器信号71，该探测器信号在与探测器单元70连接的分析处理和控制单元10中被评估。分析处理和控制单元10如此构造，使得其根据所评估的探测器信号71，根据存储在存储器单元60中的数据D来操控运动设备20以及信号发生器单元30。探测器单元70尤其如此构造，使得检测脑的催眠状态，并且在该催眠状态的持续时间期间借助运动设备20实施可预给定的运动。
[0107] 图3示意性示出运动设备20，其具有通过铰链23彼此连接的两个部件21、22。部件21、22能够借助执行器24相对于彼此运动，其中，执行器24能够借助分析处理和控制单元10根据预给定的运动数据被操控。运动设备20可以具有明显更多的能够相对于彼此运动的部件21、22，所述部件分别具有所属的执行器24。完整的外骨骼尤其具有多个部件21、22和执行器24，其中，借助执行器例如能够实现旋转或弯曲运动，通过该旋转或弯曲运动可以使通过执行器24间接或直接连接的部件彼此旋转或成角度。优选地，运动设备20能够被置于被动运行状态中，在该被动运行状态中，部件21、22虽然能够彼此运动，然而不主动借助执行器24运动。尤其当运动设备20被置于上述被动运行状态中时，则可以借助设置在运动设备
20上的运动传感装置25来检测部件21、22的相对空间位置。在执行运动设备20的被动运动时，可以借助运动传感装置25产生第一运动传感器信号26，该第一运动传感器信号能够借助分析处理和控制单元10被分析处理，并且以运动数据BD的形式反映被动执行的运动过程。然后，所述第一运动传感器信号能够被存储在存储器单元60中，或者替代地能够被存储在外部存储器单元91中。外部存储器单元91和/或外部分析处理和控制单元92例如借助布置在分析处理和控制单元10上的接口90与分析处理和控制单元10无线或有线连接。
20上的运动传感装置25来检测部件21、22的相对空间位置。在执行运动设备20的被动运动时，可以借助运动传感装置25产生第一运动传感器信号26，该第一运动传感器信号能够借助分析处理和控制单元10被分析处理，并且以运动数据BD的形式反映被动执行的运动过程。然后，所述第一运动传感器信号能够被存储在存储器单元60中，或者替代地能够被存储在外部存储器单元91中。外部存储器单元91和/或外部分析处理和控制单元92例如借助布置在分析处理和控制单元10上的接口90与分析处理和控制单元10无线或有线连接。
[0108] 当运动设备20布置在健康人员的身体部分4上或在健康人员的外骨骼的情况下施加时，检测运动数据BD是特别有利的。健康人员实施运动，其运动过程将会以运动数据BD的形式被存储。在该运动期间，运动传感装置25检测部件21、22的相对空间位置并且产生相应的第一运动传感器信号26，该第一运动传感器信号被传递到与运动传感装置25连接的分析处理和控制单元10上。该分析处理和控制单元分析处理该第一运动传感器信号26并且由此产生运动数据BD，所述运动数据映射运动过程，在最简单的情况下映射通过开始位置和结束位置所表征的运动过程。通过记录部件21、22的多个相对空间位置并且产生相应的第一运动传感器信号26，可以以运动数据BD的形式存储更复杂的运动过程或更详细示出的运动过程。替代地，可以与患者一起实施运动，治疗师例如按照费登奎斯(Feldenkrais)的形式实施运动。
[0109] 优选地，运动传感装置25还检测在运动期间在运动设备上产生的力和/或转矩，并且产生至少一个第二运动传感器信号28。将该第二运动传感器信号提供给比较器单元120，比较器单元120将第二运动传感器信号28与参考数据R进行比较，并且在偏差超过可预给定的阈值时产生信号29。该信号由与比较器单元120连接的分析处理和控制单元10评估。在最简单的情况下，借助光学或声学显示器121显示发生力和/或力矩超过阈值的情况。
[0110] 替代地，即使在超过可预给定的阈值时——这指出患者使身体部分作出增强的自发运动，也可以通过分析处理和控制单元10使进一步治疗基于其他数据D。这些其他数据可以已经存储在存储器单元60上或可以已经存储在外部存储器单元91上，或者能够借助分析处理和控制单元10求取。然而，也可以将超过可预给定的阈值分析处理为运动装置损坏或运动设备需要修理的指示。
[0111] 图4示出传感装置80，借助该传感装置可以检测运动神经传导部分2、感觉神经传导部分3、骨骼肌S和/或身体部分4上的可量化的状态变化。在这种情况下，传感装置80产生传感器信号81，该传感器信号由与传感装置80连接的分析处理和控制单元10评估。在图4中说明不同的检测位置，在所述检测位置处，传感装置80可以单个地或组合地检测状态变化。此外，在图4中分别示出与分析处理和控制单元10连接的显示模块11和输入模块12。在最简单的情况下，分析处理和控制单元10是计算机，显示模块11是屏幕并且输入模块12是键盘和/或计算机鼠标。
[0112] 图5示出具有第一传感器单元100的优选实施方式，该第一传感器单元100检测用于刺激骨骼肌S的确定的自然电神经信号101并且产生至少一个第一传感器信号102，该第一传感器信号借助与第一传感器单元100连接的分析处理和控制单元10分析处理。该分析处理包括对至少一个第一传感器信号102的至少一个滤波、放大和/或预处理。对传感器信号102的分析处理能够实现，可以从噪声或干扰信号中滤出用于操控骨骼肌S的自然神经信号，并且可以借助信号发生器单元产生相应于该神经信号的第三刺激信号41，借助施加器40施将该第三刺激信号加在骨骼肌上。通过第一传感器单元100、分析处理和控制单元10、信号发生器单元30和施加器40的相互作用，将近似由分离位置中断的运动神经传导部分2桥接。与此类似地，为了桥接由于分离位置而中断的感觉神经传导部分3，设置第二传感器单元110，该第二传感器单元检测与骨骼肌S连接的感觉神经3″的电神经信号111和/或骨骼肌S的活动，并且产生至少一个第二传感器信号112，与第二传感器单元110连接的分析处理和控制单元10对该第二传感器信号进行分析处理。在此也如上文描述那样，该分析处理是为了获得相应于自然信号的第二刺激信号32。
[0113] 根据本解决方案的系统的其他优选实施方式的补充优点和阐述：
[0114] 根据本解决方案的系统能够如此桥接反射弧中的受损部位，使得反射弧在功能上保持运行。
[0115] 附加地，如有必要可以将干细胞引入脊髓中，这些干细胞在神经环境中分化成神经细胞。在这种情况下，这些神经细胞替代原始的神经细胞。在此，通过施加合适的信使物质和/或生长因子可以有利地影响新神经细胞的“生长”。
[0116] 另一种可能性在于，将神经细胞或“支持细胞”从其他组织移植到脊髓中，这反过来又支持新神经细胞的形成。与干细胞的情况一样，如此结合的新神经细胞也取代旧的神经细胞。在这种情况下，施加所支持因子也可能会有所帮助。
[0117] 该系统的特征在于，尽管发生损伤并且在损伤之后，该系统也可以通过信号发生器单元30保持反射弧的自然功能，并且将受损部件或替代它们的新部件引入到如下环境中：该环境促进再生并且阻止由于缺乏细胞间通讯而引起的生物结构的自然降解。为此，信号发生器单元30产生第一刺激信号31，通过第一施加器33将该第一刺激信号在合适的位置施加到LMN上。此外，产生作为反馈的第二刺激信号32，并且通过第二施加器34将其在合适的位置输出给感觉神经细胞。
[0118] 即使如果(必要时新的)LMN如期望那样起作用，由于至肌肉的传导中断，所以仅通过单单模拟反射弧调节回路中的过程也仍不会将该肌肉置于运动中。只要LMN与肌肉之间和/或肌梭与感觉神经细胞之间的连接未被修复，则系统负责使原本由相关反射弧神经支配的肌肉实际上也发生运动。这尤其能够实现，因为还优选考虑了与运动存在因果关系的其他存在的反射弧(Aγ型的运动神经元)。
[0119] 运动装置20确保了这一点。为了使这与模拟反射弧中的由信号发生器单元30控制的过程在时间和因果关系上实现，通过分析处理和控制单元10操控这两者。
[0120] 这引起：与第一刺激信号31同时地或在由于运动装置20的活动而使身体部分运动期间，通过第三施加器40将第三刺激信号41输出到肌肉上。肌肉的收缩现在通过肌梭产生感觉信号，该感觉信号可能由于受损的反射弧而消失，但是可以由第二刺激信号32所代替。然而，肌肉的收缩也会产生在其他不相关的调节回路范畴内具有意义的所有其他信号。这防止这些二次相关的调节回路由于不使用而退化。
[0121] 如上所述，可以积极地支持受损反射弧的再生，其方式是：施加合适的因子、例如信使物质和/或生长因子。该系统将其考虑在内，其方式是：该系统具有能够将这些因子施加到合适作用位置上的注射器系统50。该作用位置应个体化地标识。
[0122] 控制单元10的任务是复杂的。主要刺激和对刺激的反应的时间顺序是高度个体化的。刺激本身也优选是复杂的，不仅仅涉及短暂的开关脉冲。相反，在信号中将其他编码信息传输至相关神经细胞，例如在肌梭信号的情况下传输关于肌肉收缩程度的信息。由这些信息，然后通常由LMN计算出另一待发送信号的必要性和类型。
[0124] 借助其执行身体部分的运动的运动设备20的类型取决于损伤的程度和类型。如果例如手臂受到影响或涉及不完全瘫痪，则可以使用合适的矫形器130。然而，也可以要求使用整个外骨骼，以便例如在由瘫痪引起的不动的情况下能够重新学习行走。在此，通过控制单元10和信号单元30操控外骨骼和矫形器。在此，同样将所使用的运动模型存储在存储器单元60中，并且必要时通过学习神经元网络匹配于相应的当前情况。在此，修改方案以类型和原因的形式存储在存储器单元中。优选地，由于这些彼此之间的相关性，分析处理和控制单元10、信号发生器单元30和存储器单元60布置在矫形器或外骨骼130上并且因此形成自主单元。
[0125] 通过接口90，可以由外部系统访问分析处理和控制单元10以及与其相关联的存储器单元60。这可以有线或无线地实现。这能够实现与外部分析处理和控制单元92以及与其外部存储器单元91的数据交换。以这种方式，不仅可以为了分析处理目的而从自主单元调用数据，而且还可以将数据传输到自主单元上，以便例如将当前的运动模型与其他自主单元的运动模型进行比较并且必要时进行修改。以这种方式，不仅能够实现根据本地当前情况进行学习的系统，而且还可以考虑来自其他系统的经验。因此，多个系统可以以这种方式形成相互支持的网络，该网络拥有的参与者越多该网络就越有效。
[0126] 由矫形器或外骨骼构成的运动设备20能够由分析处理和控制单元10操控，其方式是：由该分析处理和控制单元将信号发送到执行器24上，该执行器例如通过伺服电机使矫形器或外骨骼的两个能够运动连接的部件21和22相对于彼此运动。此外，该运动设备具有运动传感装置25，借助该运动传感装置可以检测彼此的当前相对位置，并且可以通过第一运动传感器信号26将所述相对位置传递到分析处理和控制单元上。
[0127] 此外，运动传感装置25能够记录在运动时产生的力和/或转矩并且作为第二运动信号28提供。可以使用两个运动信号的组合来描述所实施的运动，并且例如通过比较器单元120将该运动与参考数据进行比较。作为该比较的结果，分析处理和控制单元10可以对如此产生的信号29进行分析处理并对其作出响应。
[0128] 可能需要其他部件，借助所述其他部件产生并且监视运动。因此，在应该用于向前运动的系统的情况下，除了部件21与22的彼此相对位置以外，还需要能够确定整个系统在空间中的绝对位置。即使在行走时产生的加速度也是非常重要的并且应该被检测和考虑到。
[0129] 为了可以理解并且例如可以在外骨骼中实现这一点，需要陀螺仪系统140和其他合适的传感器141(例如加速度传感器)，该系统和传感器模拟人的平衡器官中的位置系统和运动系统的功能，求取所有空间方向上的线性和/或角加速度，并且将其传输到分析处理和控制单元10上以用于分析处理。
[0130] 瘫痪的治疗是最个体化的，因为解剖学和生理学的前提条件是最个体化的。因此要求系统可以学习待执行的运动模型，该运动模型在对反射弧的活动的反应范畴内执行。因此，系统必须具有如下运行模式：在该运行模式中可以使矫形器或外骨骼被动地运动，然而，矫形器或外骨骼产生所有传感器信号并将其传递给分析处理和控制单元。以这种方式，可以建立一系列传感器信号，其表示连续待实施的运动并且在必要时可以用于通过运动单元20实施所学习的运动。借助适当的治疗措施、例如费登奎斯方法和/或通过健康受试者的运动来实现被动运动过程。将这些信号序列作为“运动模型”存储在存储器单元60中。
[0131] 在治疗的范畴内，系统的功能目前在于，将来自运动皮层或负责运动技能的其他脑部分的神经脉冲配属于所述运动模型，并在必要时实施所述运动模型。
[0132] 与反射弧中的情况类似，重要的是，大脑中的运动中枢获得关于所完成的运动的反馈。不仅需要该反馈来根据动作之后分别引起的变化保持运动过程流畅。该反馈也用于从运动记忆中获得重要信息——如何触发运动。如果没有这样做，则如在当前措施中那样，这可能是或至少是如下情况的一个原因：为什么无论采用何种方法纯粹修复脊髓中的神经元，至今始终未显示出人们所预期的成功。这也可以解释，为什么另一方面在个别情况下，治愈至少部分成功。在这些患者的情况下，运动信息是仍是公开的或至少可以重新激活。
[0133] 类似于通过应用所学的或从记忆中调用来获得认知记忆内容、例如所学的知识，需要通过实施存储在那里的运动来获得运动记忆的内容。如果在较长时间段内没出现这种情况，则所述内容会像已经长时间未查询的学校知识那样被删除。优选地，该系统应该具有如下机制：该机制即使在瘫痪时受到受损的刺激传递，也将关于所发起的运动的反馈传输到所参与的大脑中枢。
[0134] 为此，该系统具有可以检测信号101的第一传感器单元100，大脑将该信号通过延髓传递到脊髓，并且作为探测器信号102传递到分析处理和控制单元10上。此外，该分析处理和控制单元根据存储在存储器单元60中的数据D分析所述信号，并且将其配属于同样已经存储在那里的已经“学到的”运动模型。以这种方式，该分析处理和控制单元可以对大脑的明确刺激引起矫形器或外骨骼130的所存储的运动过程。同时，通过信号发生器单元30和施加器40将第三刺激信号41传递到骨骼肌(S)。这使反射弧的运动部分的活动模拟与待实施的运动同步进行。
[0135] 对脑区域上的反馈以第二传感器单元110的形式发生，该第二传感器单元可以检测完好感觉神经SP的、传感器本身MS的或肌肉S活动的信号111，并且产生第二传感器信号112，该第二传感器信号通过分析处理和控制单元10引起刺激单元30释放第二刺激信号32。
在这种情况下，该机制也使待实施的运动与反射弧的感觉部分的活动同步进行。
在这种情况下，该机制也使待实施的运动与反射弧的感觉部分的活动同步进行。
[0136] 这不是简单的过程，因为类似于脑电波(EEG)的衍生物，通过传感器单元100传导的脑信号是由各个第一神经元(UMN)及其感觉类似物的数百和数千个信号构成的混合物，因为通常无法直接响应受影响的神经纤维。类似地适用于传感器单元110的引导用于反馈的信号，因为如以上已经阐述的那样，每个肌肉具有不仅一个感觉信息源。因此，需要系统的自学习能力，并且因此需要以神经网络或类似物的形式来实现分析处理和控制单元的至少一部分。
[0137] 在此，首先在被动模式中使健康受试者借助该系统实施运动会是有帮助的。在此，可以使运动传感器25产生的的信号26至29与信号101建立联系。这不仅有助于能够将反馈提供给大脑的运动中枢，而且还有助于求取用于刺激反射弧所需的第一刺激信号31和第二刺激信号32的类型和时间顺序。
[0138] 以这种方式，神经网络可以定义一种基本设置(Grundeinstellung)，该系统可以借助该基本设置工作，并且该基本设置随后匹配于相关患者，其方式是：进行自学的系统识别和执行用于匹配的所需要求。为此，通过与其他系统、控制单元91及其与存储器系统92的数据交换90，可以在如下方面检查其他患者的个体特征：所述个体特征是否可能对当前患者有所帮助，然后进行相应的校正。
[0139] 此外可能有帮助的是：显著减少传感器系统100记录的干扰信号的数量。这可以通过避免不必要的运动活动来实现。这对于意识的患者来说是困难的。然而，如果将患者置于恍惚状态(这能够通过冥想或催眠实现)，则可以实现。这种状态可以通过脑电波(EEG)的推导来确定，因为脑电波的频率和幅度是大脑活动的量度。在恍惚状态下，患者虽然仍然能够响应；然而，在这种状态下称为θ波的脑电波表明，大脑的大部分活动已经停止——也包括运动。因此，在催眠/冥想下执行治疗似乎使至少在系统的“学习阶段”中分析必要信号变得容易。
[0140] 出于另一原因，催眠/冥想也是有利的。对运动的学习是无意识过程，因此摆脱了自发的影响。虽然可以自发地执行运动；但是，这局限在运动过程的更高层级上。哪些活动在此在神经刺激的层级上进行、哪些肌肉/肌肉群何时、以哪种顺序并且以什么强度被操控，正如在运动记忆中存储由此得到的运动模型那样摆脱了意识。
[0141] 然而，已经从由于其他原因而丧失运动能力的患者身上得出如下方面良好经验：响应并且必要时修改运动中枢。因此，在由于肿瘤而必须部分或完全移除大脑皮层中的运动中枢的患者情况下，催眠与费登奎斯方法的结合得出了令人惊讶的成果，该成果是无法通过传统康复措施而实现的。在这些患者的情况下问题类似。虽然脊髓中的重要反射弧在此仍然其作用，但是大脑区域中之前与运动无关的新神经细胞必须承担被移除的神经细胞的任务。这显然是可能的，并且与不使用催眠相比，该过程仅在使用催眠的情况下更有成效。
[0142] 因此，该系统的一部分是探测器70，该探测器可以检测电的脑信号，借助该电的脑信号能够分析处理当前的意识程度，并且将该信息通过探测器信号71传递到分析处理和控制单元10上。现在，该分析处理和控制单元可以根据意识状态进行评估以及由此引起活动。可设想的是，尤其在该系统的学习阶段中，仅当患者处于催眠状态时才允许运动。
[0143] 为了正确映射彼此相关性的复杂相互作用并且触发相应活动，需要大量信息。此外，该系统必须能够在没有其他自然活动(瘫痪发作后立即出现的状态)的情况下，(理想地)根据脑信号检测并且估算出，直至纯监视功能(在治疗结束时)的完整实施运动过程的整个范围。为此，要求系统进行自学。
[0144] 在权利要求1至6中，以施加器33、34和40的形式定义了该系统与生物系统之间的接口，借助所述接口可以将脉冲输出到该系统上。由此模拟了反射弧中缺失的信号以及到大脑的反馈。
[0145] 在权利要求16和17中，以传感器单元100和110的形式定义了该系统与生物系统之间的接口，借助该接口可以获得来自生物系统的脉冲，以便控制活动。为了全面了解当前情况缺少的是反射弧内部的传感器，该传感器通知该系统：信息流在该低层级内如何顺利实现。
[0146] 这些信息是重要的，因为所述信息能够使系统作出决定：应该模拟反射弧中的哪些部分方面(运动模拟、感觉模拟或运动和感觉模拟)，并且必须在何种程度上起主导作用、支持作用或监视作用，以及两个调节回路应在何种程度上同步。因此，在功能上修复反射弧之后，例如可能需要进一步向大脑发送反馈，以便不忘记旧的或新学习的运动模型——这在训练阶段尤其重要。
[0147] 优选地，为此存在至少一个传感器80，该传感器确定待结合的或再生的神经细胞的活动并且产生传感器信号81，该传感器信号被提供给分析处理和控制单元10。这些传感器80的数量和位置个体化地取决于相应情况。如果只有运动部分被破坏，则该运动部分必须处于LMN上的如下位置：该为位置允许评估，细胞是否存活并且是否可以通过轴突发送神经脉冲。如果感觉部分被破坏，则这类似地影响脊神经节。
[0148] 这种传感器的其他位置是肌肉和身体部分本身，以便发现肌肉活动。
[0149] 以这种方式产生的信号也可以用于控制注射器系统50。
[0150] 根据本解决方案的系统主要不旨在长期被用作用于改善生活质量的技术辅助装置；该系统主要具有治疗意义，目的是在短期至中期内省去该系统，只要通过其在治疗范畴内的使用不再能实现进一步改善。在理想情况下，在功能完全恢复之后则出现这种情况。
[0151] 如果这无法实现，则可以将系统在治疗措施范畴内收集的个体化信息(运动模型)用于建立个体优化的更简单实施方案，该实施方案用作医疗技术上的辅助装置。以这种方式，能够制造出具有复杂性的外骨骼或矫形器，这目前无法实现并且能够使患者具有新的生活质量。
[0152] 本发明的应用用于尽可能恢复由于瘫痪而丧失的运动能力，而且还用于非完全瘫痪的治疗(“麻痹”，例如Peroneusparese＝“腓神经麻痹”)。该应用旨在使必要的技术辅助、例如矫形器/外骨骼变得多余，其方式是：一开始通过本发明进行强制运动，然后通过训练逐步去除自学系统(辅助运动)而导致独立运动。这实际上分三个阶段完成：
[0153] 1.被动学习阶段
[0154] 其中，在施加外骨骼/矫形器的情况下，通过适当措施、例如具有/不具有催眠的费登奎斯方法，使患者在被动运动模式中执行其应该训练的运动。在此，运动设备20上的运动传感装置25检测部件21、22相对于彼此的位置以及在运动时发生的其他变化、例如线性加速度和角加速度(参见图3)，并且将这些作为第一运动信号26传递到控制单元10上，该控制单元分析处理运动数据BD并且按时间顺序将其作为“运动模型”BM存储在数据存储器单元60中。这些运动模型代表在流畅运动时产生的各个可能的关节位置。
[0155] 已经在该早期阶段中就有意义的是，可以将这些数据通过接口90运送到外部数据库91中并且由外部的分析处理单元92进行分析处理。因此，可以将所述数据与在健康人员情况下已经借助自然运动求取的运动模型进行比较，而无须治疗师手动强制运动。补充地，可以与来自其他患者的数据集进行比较。通过将所有这些数据集与患者当前传递的数据集进行比较可以求取校正值，可以通过接口90将该校正值再次递交给控制单元10以供考虑。
[0156] 在该阶段求取的运动数据也用作参考数据R，比较器单元120随后在主动运行模式中将该参考数据与第二运动信号28进行比较，并且必要时产生信号29。
[0157] 在该阶段中，控制单元10还检测传感器80的信号81(参见图4)。以这种方式，该控制单元可以确定，究竟调节回路的哪些部件、运动和/或传感信息仍在运动时自然产生，并且以何种质量产生。以这种方式能够决定，通过信号发生器单元30在后面的主动阶段中必须产生刺激信号31、32中的哪个并且以什么强度产生(参见图1)。
[0158] 最后，在该阶段中，还通过第一传感器单元100探测必要时来自UMN的信号101，并且将其作为第一传感器信号102传递到控制单元10上。反馈信号111也类似地实现，该反馈信号用于反馈到大脑中的感觉神经细胞上，并且如果存在，则借助第二传感器单元110检测该反馈信号并且以第二传感器信号112的形式传递到控制单元10上。以这种方式，这可以确定两个相互配合的调节回路的相互作用，并且如果需要，则通过信号发生器单元30产生信号32和41，所述信号是为了维持上级调节回路和保持运动记忆所需的(参见图5)。
[0159] 2.主动阶段
[0160] 在主动运行模式下，现在使用在被动学习阶段中求取的运动模型，以便要么单独地要么以任意组合实施所述运动模型。在此，可以根据需要经常重复待学习的过程。所述过程要么通过合适的输入设备11和输出设备12(参见图4)选择，要么如果可能，通过分析处理信号101(参见图5)触发。
[0161] 在该阶段中，以两种方式使用本发明：
[0162] (1)用于主动的、辅助的或强制的运动。在此，控制单元10操控运动单元20并且具体地操控执行器24，该执行器使部件21和22围绕铰链23相对于彼此运动(图3)。在此，通过运动传感装置25检测数据，并且通过控制单元10的第一运动传感器信号26将所述数据作为反馈返回。同时，通过第二运动传感器信号28引起比较器单元120比较所述数据与所存储的参考值R，并且必要时产生校正信号29并将其传递到控制单元10上以用于分析处理。
[0163] 在此，将所执行的运动模型产生的变化存储在存储器单元60中，以便必要时同时或稍后通过接口90传递到外部控制单元92上以用于进行评估，该接口同样将所述变化存储在外部存储器单元中，并且将评估的结果重新反馈到控制单元10上。
[0164] (2)用于调节回路的主动的、辅助的或强制的信号处理。在此，正如在被动学习阶段中那样，通过传感装置80记录损伤位置前面和后面的运动和感觉传感器信号81，只要产生这些信号的话。在执行运动的同时，通过刺激信号31、32和41模拟地经由施加器33、34和40将缺失的或不足的刺激馈送到具有LMN的调节回路中(图2)。通过评估在不同过程情况下引入的信号81的类型和质量的区别，可以影响刺激信号31、32和44的必要性和数量。目的是可以长期省去这些刺激信号。
[0165] 主动学习阶段涉及一种循环过程，该循环过程包括：实施所存储的运动模型、相关运动、检测所引起的传感器信号、评估该传感器信号、由此引起对运动模型和信号的修改、以及将所述修改存储在外部数据库中。当不再需要适应并且系统具有所有必要数据时，则该主动学习阶段结束。此外，该主动学习阶段用于分析由第一传感器100检测为第一传感器信号102的复杂模式，并且滤出相应于操控期望肌肉的信号。
[0166] 因为该主动学习阶段包括非常多的过程，因此系统自主地学习适应于当前患者，由此能够实现最佳的个体化治疗。同时，通过与外部存储器单元91中的类似存储情况进行比较提供指示：哪些附加的措施/变化可能是有意义的。在训练期间，也可以在附加的被动学习阶段范畴内改变各个运动模型，因为为此仅须从外部(例如通过费登奎斯方法)“施加”运动(“校正”、“微调”)。
[0167] 所有过程可以在使用或不使用附加措施(例如冥想、催眠、干细胞疗法、神经细胞移植或激发神经生长)的情况下进行。对这些措施的响应变化以及生物反馈的认知都包含在计算中。
[0168] 3.训练过程
[0169] 训练阶段与主动学习阶段的不同之处仅在于：系统不再对运动/信号模式进行更改。在训练阶段中，虽然也检测和分析处理传感器信号81；但是，此阶段的评估仅用于确定，系统在多大程度上可以从强制性和之后的辅助运行中退出。当不再需要刺激信号31、32和/或41(恢复原状)时、即患者可以再次完全自己运动时，以及当不再能长时间减少所需的刺激强度/质量(剩余伤害)时，则该训练阶段结束。
[0170] 如果需要，则必要时可以从训练阶段再次返回到主动学习阶段或被动学习阶段中。
[0171] 附图标记列表
[0172] 1 神经传导
[0173] 2 运动神经传导部分
[0174] 2′ 与骨骼肌分离的运动神经传导部分
[0175] 2″ 与骨骼肌连接的运动神经传导部分
[0176] 3 感觉神经传导部分
[0177] 3′ 与骨骼肌分离的感觉神经传导部分
[0178] 3″ 与骨骼肌连接的感觉神经传导部分
[0179] 4 身体部分
[0180] 5 分离位置，神经传导的功能性中断
[0181] 10 分析处理和控制单元
[0182] 11 显示模块
[0183] 12 输入模块
[0184] 20 运动设备
[0185] 21、22 部件
[0186] 23 铰链
[0187] 24 执行器
[0188] 25 运动传感装置
[0189] 26 第一运动传感器信号
[0190] 28 第二运动传感器信号
[0191] 29 校正信号
[0192] 30 信号发生器单元
[0193] 31 第一刺激信号
[0194] 32 第二刺激信号
[0195] 33 第一施加器
[0196] 34 第二施加器
[0197] 40 第三施加器
[0198] 41 第三刺激信号
[0199] 50 注射器系统
[0200] 60 存储器单元
[0201] 70 探测器单元
[0202] 71 探测器信号
[0203] 80 传感装置
[0204] 81 传感器信号
[0205] 90 接口
[0206] 91 外部存储器单元
[0207] 92 外部分析处理和控制单元
[0208] 100 第一传感器单元
[0209] 101 确定用于刺激骨骼肌的自然神经信号
[0210] 102 第一传感器信号
[0211] 110 第二传感器单元
[0212] 111 与骨骼肌连接的感觉神经的神经信号
[0213] 112 第二传感器信号
[0214] 120 比较器单元
[0215] 121 光学或声学显示器
[0216] 130 能量供给单元
[0217] 140 陀螺仪
[0218] 141 加速度传感器
[0219] S 骨骼肌
[0220] D 数据
[0221] MS 肌梭
[0222] R 参考数据
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