三位脊椎损伤患者重获腿部肌肉控制能力

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David (上面这张合成图片中的人)是从这种治疗方法中受益的三位受测者之一。图片来源：EPFL Hillary Sanctuary

三位脊椎损伤患者在电刺激的帮助下重新恢复了控制腿部肌肉的能力，行走能力得到了改善。其中一位在过去完全不能行走的患者甚至可以在辅助工具的帮助下实现行走。

华盛顿大学康复医学研究人员Chet Moritz说：“这是一个巨大的进步！”

重要的是，即使在电刺激疗法停止之后，所有患者的肌肉运动能力所取得的改善都得以保持，其中两位患者行走能力的改善也得以保持。

但是研究人员提醒说，这项技术（硬膜外电刺激）仍处于早期阶段，现在尚不明确它对多大比例的受伤人群有效。到目前为止，只有那些在受伤情况下保持一定程度运动功能的人才能证明其有效。

在接受了结合电刺激的疗法之后，David能够在助行器的辅助下行走。图片来源： EPFL Hillary Sanctuary

Moritz表示，这对于脊椎损伤研究来说是一个具有突破性的时刻。之前另外两个研究团队也报告称脊椎损伤患者接受了电刺激治疗后能够实现行走。

在9月24日发表的一篇论文中，梅奥诊所的理疗学家Megan Gill及其同事报告称，一位受伤部位以下完全瘫痪的患者在接受43周的训练和电刺激疗法后，可以实现在跑步机上行走。

9月27日，路易斯维尔大学的脊椎损伤研究人员Claudia Angeli及其同事报告称，在四名接受连续硬膜外电刺激的患者中，有两人在分别接受了15周和85周的训练之后能够在辅助器具的帮助下行走。

但是负责最近的这项研究的瑞士联邦理工学院的神经科学家Grégoire Courtine说，他的团队所使用的精确定时电刺激方法比连续电刺激效果更好，后者可能会阻止从腿部传回大脑的某些残余信号。

被扰乱的通信

脊椎损伤会破坏大脑和脊髓神经元之间的通信，从而导致受伤部位以下的运动和感觉障碍，有时甚至会导致瘫痪。在大多数情况下，大脑和受伤后脊椎中的运动神经元仍然存在连接，但是这些连接并不足以使人活动。

Courtine的团队使用电刺激给予运动神经元额外的激励，提升从残留连接中接收来自大脑信号的能力。

研究团队正在研究使用电刺激方法帮助患者重新走路。图片来源: EPFL Hillary Sanctuary

研究人员首先确定了行走所需的每个运动所涉及的脊髓区域，例如弯曲髋部或伸展踝部。然后他们为因脊椎损伤导致不同程度运动受限的患者植入了刺激电极。因为他们已经确定了脊椎的哪些区域与走路相关，所以能够编程产生电脉冲序列，在正确的时间和位置刺激脊椎，从而促进运动。

意识转化为行动

这种电刺激本身并不能产生运动，只有在受试者自己尝试运动的时候才会起作用。Courtine说：“它就像一个放大器一样，并不是刺激电极在控制腿，而是患者自己控制。”

Courtine表示，仅仅两天之后，电刺激对于患者来说就很自然了。在一周之内，受试者们能够在承重的辅助器具的帮助下行走。这包括一位在过去没有任何腿部活动的人，以及一位左腿完全瘫痪的人。第三位受试者的腿部运动能力较强，但在试图行走时却无法抬起腿。

在辅以电刺激五个月的康复治疗之后，他们的情况得到了改善：最终，即使关闭了额外的电刺激，患者们的运动能力也得到了改善。两位受试者可以使用拐杖独自行走，其中一位甚至可以在没有任何辅助的情况下走几步。而受伤最严重的第三位受试者可以在躺着的时候移动过去瘫痪的腿。

Moritz为这篇论文在《Nature Neuroscience》上写了一篇新闻评论，他说，这表明电刺激增强了大脑和脊椎神经元之间的连接。神经科学的一个基本原则是，“共同释放脉冲的细胞将连接在一起”，所以增强大脑和脊椎神经元之间的相互作用就可以增强它们的连接。

谨慎乐观

Neurotech Network（一个非盈利组织，普及神经系统疾病和神经科学相关知识）的执行理事Jennifer French说，这项研究非常令人兴奋。但是她指出，患者们仍然需要身体支撑器具才能走路。

凯斯西储大学脊椎损伤临床研究人员Kim Anderson补充说，这项技术并不能帮助所有的脊椎受伤人员。在电刺激开始之前，参与这项研究的患者在受伤部位以下仍然拥有一定程度的运动能力，而大部分的脊椎受伤患者都是完全失去运动能力的。

Courtine的团队还开发了一种可以在实验室之外使用的硬膜外电刺激技术。这种技术包括触发电刺激的可穿戴传感器，以及一个在声控手表上运行的APP，使用者可以选择自己所需要的刺激形式。

Courtine说，这些设备仍然处于开发阶段，但是受试者们已经使用这些设备走路了，甚至有一位受测者还能够驾驶手脚并用驱动的三轮车。在接下来的三年中，Courtine的目标是优化该技术，并验证它的安全性和有效性。

帝国理工学院的神经科学家Simone Di Giovanni非常乐观，他认为这项技术在未来可以被更广泛应用，目前尚不清楚它对严重受伤人群的效果如何，还需要进一步的实验。

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