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《自然》：從重度癱瘓到恢復行走，來自9名脊髓損傷患者的康復奇跡

健康知識養生常識

▎藥明康德內容團隊編輯
很多年以來 ， 脊髓損傷都被當作一種“絕癥” 。 由于被切斷的脊髓神經連接無法修復 ， 患者從此癱瘓 ， 失去運動能力 ， 甚至肢體喪失感覺 。
不過 ， 在最近的一項臨床研究中 ， 有9名因脊髓損傷而重度癱瘓或完全癱瘓的患者 ， 經過一種叫做硬膜外電刺激（EES）的治療后 ， 不僅重新站了起來 ， 還奇跡般地重新獲得了行走能力 。
在5個月的電刺激治療期間 ， 結合理療和康復訓練 ， 這9名患者可以在6分鐘內平均步行50米 。 治療期結束后 ， 有4名參與者甚至可以在沒有任何電刺激的情況下行走 ， 表明運動功能得到持續改善 ， 用于行走的神經連接已經重組成功 。
《自然》：從重度癱瘓到恢復行走，來自9名脊髓損傷患者的康復奇跡
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▲9名癱瘓患者不同程度地恢復了行走能力（圖片來源：參考資料[4]；Credit:NeuroRestore-JimmyRavier）
而更令人振奮的是 ， 在這幾名脊髓損傷患者的康復奇跡背后 ， 研究人員鑒定出了對重獲行走能力有關鍵作用的特定神經元——未來 ， 操縱這些特定神經元 ， 或許就能幫助更多癱瘓患者恢復運動功能 。
研究論文日前發表在頂尖學術期刊《自然》上 ， 同時也受到了《科學》雜志的關注 ， 指出這一發現“可能為治療癱瘓的新方法打開大門” 。
《自然》：從重度癱瘓到恢復行走，來自9名脊髓損傷患者的康復奇跡
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硬膜外電刺激其實早在50多年前就已出現 ， 不過最初的設計是用來緩解神經性疼痛 。 在這項臨床試驗中 ， 瑞士洛桑聯邦理工學院的神經科學家GrégoireCourtine教授和洛桑大學醫院的神經外科專家JocelyneBloch教授合作 ， 通過手術將他們設計的一種電極植入患者的腰椎 ， 瞄準脊髓的“背根”區域 ， 針對控制腿部的神經通路提供電流 。 在脊髓損傷的情況下 ， 這種方法可以重新激活受傷部位以下幸存的神經元 。
“我們模仿人行走時脊髓被大腦電信號激活的方式 ， 在正確的時間對脊髓的正確位置進行電刺激 ， 從而控制腿部肌肉 。 ”Bloch教授解釋說 。 為此 ， 研究人員還利用人工智能對電刺激的模式和位置進行個體化設計 ， 以精確匹配每個患者的活動 。
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▲通過植入的無線式電脈沖發生器對患者進行硬膜外電刺激（EES） ， 在體重支持系統的幫助下實現地面行走（圖片來源：參考資料[4]；Credit:NeuroRestore）
這種電刺激療法幫助患者實質性地改善了運動功能 ， 而研究人員的工作還剛剛開始：揭示康復背后的神經機制 。 因為只有弄清楚恢復行走能力的神經環路是如何重塑的 ， 才能進一步開發更有效的治療方法 ， 幫助盡可能多的患者改善生活質量 。
為此 ， 研究人員建立一個小鼠脊髓損傷模型 ， 使其后腿癱瘓 ， 然后在其脊髓部位植入電極 ， 通過電刺激改善小鼠的行走能力 。 也就是說 ， 這一小鼠模型可以很好地再現癱瘓患者經過硬膜外電刺激治療而康復的關鍵特征 。
在整個治療的不同階段 ， 研究人員應用單核DNA測序、空間轉錄組學等方法 ， 詳細繪制了癱瘓小鼠受損脊髓的分子圖譜 ， 確定脊髓的特定神經細胞類群中有哪些基因被激活 ， 并通過算法確定哪些神經細胞類群在電刺激治療過程中最為重要 。
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▲脊髓受損小鼠模擬患者接受電刺激治療的康復過程（圖片來源：參考資料[1]）
于是 ， 研究人員發現了小鼠脊髓中特定的一群神經元 ， 這群神經元表達Vsx2和Hoxa10兩種標記物 ， 在電刺激治療后被激活 。