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在德州大学达拉斯分校的实验室，由Robert Rennaker博士所提出的目标可塑性（targeted plasticity）脑部治愈研究可说是走在科技技术与现代医学的最前端。
TI在德州大学达拉斯分校的杰出生物工程学家Robert解释，中风时大脑会出现缺氧的情况，因而导致大脑组织死亡。虽然大脑会尝试重组，但在大部份的情况下，这种巨大的损伤将带来致命的伤害。Robert和他的团队希望能透过使用生物电子药物，来帮助大脑进行重组，以控制这种战或逃（fight or flight response）的生理反应。
人体的战或逃反应会在面临危险时触发。此时，人的心跳加速，血压上升，同时肾上腺素分泌帮助其判断要作战或逃跑。在所有这些生理反应出现时，位于颈部的迷走神经也会被启动，并在大脑内释放少量“神经调节物质”，能够加强学习能力与记忆。这也是为什么战或逃反应会被立即记住，且永远不会遗忘的原因。这个生物现象正是Robert所提出、可帮助中风和其他脑部重大损伤患者的目标可塑性工作之基础。
德州大学达拉斯分校Erik Jonsson工程与计算机科学学院院长暨德州生物医学设备中心主任Robert表示：“目标可塑性不会为病人带来惊吓或痛苦，我们利用生物电子药物来刺激迷走神经，并释放同样的化学物质，让大脑在单次试验学习中快速获取认知事物的能力。”
一步一脚印
这整个概念围绕着如何使迷走神经的刺激与疗法相互搭配上。例如，如果一名患者因中风引发垂足，通常病患将无法抬起脚趾，因此病人往往会在行走过程中绊倒，导致危险。Rennaker博士的团队希望让病人尝试抬起他们的脚趾，当脚趾运动时，他们就会刺激迷走神经。经过一段时间后，迷走神经的刺激和脚趾的运动会加强大脑与肌肉之间的联系，病人因此能够将脚趾抬得越来越高。
在未来18到24个月要开始的临床实验中，Robert的团队会把一个作为刺激机制的小装置植入迷走神经中。这个装置与病人身上所佩戴的控制器相连接，另一方面，采用TI SimpleLink多重标准CC2650无线微控制器（MCU）的小型传感器装置也会被安装在病人的脚上。当脚趾抬起至距离地面特定高度时，病人脚上的装置会透过TI的Bluetooth低功耗软件应用，将这个数据传输到智能手机，发出指令让控制器刺激迷走神经。这强化了那些控制脚部肌肉的脑细胞，让脚趾恢复到病人能够任意活动的位置。
Robert说：“透过采用TI装置的TI Bluetooth应用程序进行治疗，病人可以全天随意走动。现在他们拥有的是一个完整的技术系统，能够允许他们进行一些有趣且独特的活动，同时还能有助于身体康复。”
Robert表示，他之所以选择TI CC2650无线MCU以及其随附的软件是因为它低功耗、易于使用且高成本效率的特性。一般来说，这种类型的传统刺激系统的成本会在30,000美元以上，而这款采用TI技术的系统将一个系统的成本减少至1,000-2,000美元，Robert形容这是“改变产业未来”的一项应用。
CC2650无线MCU功耗极低，一颗小型钮扣电池便能够供应整个系统的电力且运行很长一段时间；而其小尺寸的特性，也成为如穿戴式装置一般小型电子装置的理想选择。
TI无线连接事业总经理Amit Hammer表示：“我对于这样一个应用感到非常兴奋。近期，我们已经为客户开发了如门锁、烟感侦测器、微定位信号发射器和智能信用卡等连接装置。而这个应用展现了低功耗无线技术如何对人体治疗以及提升生活质量产生偌大的影响。”
医学领域的关注
这项研究也成功地吸引了医学领域中的几位头号人物关注。例如德州大学西南医学中心神经外科系的教授暨系主任Hunt Batjer医生。Hunt Batjer医生同时也是国家橄榄球联盟和颈部与脊椎委员会的联合主席，以及美国神经外科医师协会理事长。
Batjer医生说：“在针对中风、脑出血和精神创伤的初期治疗中，我们正在进行一项非常了不起的工作，拥有能够帮助病人度过急性发病期同时增加存活率的工具。然而，我们仍不太擅长恢复丧失身体机能方面的治疗。我一直对脑部区域的重塑十分感兴趣，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医生解释，无论是演奏乐器或是编写程序代码，要在任何一个特定领域内成为专家，至少需要花约10,000小时的时间练习。按照他的说法，这10,000小时的指导演练能够真正的重组脑部区域，并且远远超过那些对于思维的“训练”。
Batjer医生相信Rennaker博士的工作会帮助重新掌握任务，例如透过目标可塑性与标准脑部训练游戏相的搭配来增加年老病人的记忆力，其使用的时间将远少于10,000小时。
Batjer医生说：“当遇到受伤的人，特别是中风的病人时，由于这些病人都上了年纪，他们并没有时间进行10,000小时的辅导训练，让我们陷入了进退两难的处境。Rennaker博士实验室中接受迷走神经刺激来进行治疗的啮齿动物确实地实现了我们经由10,000小时练习所希望能达到的效果，而所花费的时间比预期中还少，同时也能让大脑完全修复。在没有采用迷走神经刺激的传统康复治疗中，试验的动物会恢复到一定的程度，然后进入一个瓶颈期，与人类的情况相似。”
服役军人激发创新
这项研究也引起了美国国防高等研究计划署（DARPA）的注意。从他们的官网可以了解到，DARPA的工作重点是“对涉及国家安全的突破性技术进行关键性投入”。DARPA资金支持Robert的研究工作，主要是因为他的研究有可能帮助解决创伤后压力症候群（PTSD）所带来的影响。
可塑性是随着人类的学习，使大脑中的神经连接更加强化的过程。触发可塑性来促进学习或反学习（unlearning），有可能为如PTSD等，那些患者已经学会在特定环境背景下变得恐惧或焦虑的疾病带来全新的疗法。Rennaker博士的团队将深入研究探讨刺激是否能够提高接收到的行为反应，以减少在创伤暗示出现时所产生的恐惧与焦虑。
虽然现在就针对“同样的研究是否也能够帮助那些在战场上受到创伤性脑损伤的军人”来下定论还太早，不过，DARPA资金支持能够让Robert的团队在他们合约范围内寻找这些全新的方法。
相较于其它与研究项目有关的资金赞助，DARPA的资金支持对于Robert来说更有意义。Robert在90年代时曾是一名在冲突区服役的美国海军，他亲眼目睹与他并肩作战的战友由于PTSD和脑损伤而永远地改变了人生。事实上，这一切也是他所有研究的灵感源泉。
Robert说：“如果军人们脑损伤的位置使他们无法控制四肢或是需要坐轮椅，在最初康复训练的12个月后，现代医学已经起不到什么太大的作用了。而对我来说，这是无法接受的事实。作为一名海军，我的志向和目标就是为这些受伤的军人恢复已经丧失的身体机能。我想我们已经找到了这项工具，不仅实现了我的人生目标，更帮助这些军人从伤害的中走出、康复。”
查询进一步信息，请访问官方网站 http://www.ti.com.cn。
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