脊柱电刺激让瘫痪患者重新活动起来

四名瘫痪两年或更长时间的男性能够移动他们的腿、膝盖、脚踝和脚趾。
Andrew Meas、Dustin Shillcox、Kent Stephenson 和 Rob Summers 在路易斯维尔大学实验室,在那里他们接受专门培训,通过电刺激来控制脊髓损伤以下的身体部位。Christopher & Dana Reeve Foundation

脊髓损伤后,被诊断为“运动完全性”意味着你无法自主移动你的腿——或者身体在损伤以下的任何部位。如果“运动完全性”持续两年,那么证据表明你将无法再次自主移动这些部位。但现在,对于四位努力工作的年轻(ish)男性来说,预后有所不同。

在一项新研究中,研究人员通过脊柱温和电刺激和强化体能训练相结合的方式,治疗了四名脊髓损伤的男性。这些男性在瘫痪两年或更长时间后,重新获得了移动腿、膝盖、脚踝和脚趾的能力。

该研究 follows a 2011 announcement that the same regimen worked for one man, Rob Summers. Over time, Summers was able to stand for a few minutes without help. He could also take steps on a treadmill, with help bearing some of his body weight and keeping him balanced. The new guys’ success shows Summers was not an unusual or lucky case. Perhaps this treatment could help others in the future, although there’s a lot of development that has to happen before something like this becomes widespread.

Christopher & Dana Reeve Foundation

“这意味着,在这类被归类为完全瘫痪的个体中,相当一部分人能够获得部分功能改善,”洛杉矶加州大学脑科学家 Reggie Edgerton 说,他参与了这项研究。Edgerton 对瘫痪的电刺激研究了数十年,始于动物实验。

“看到另外三名患者取得进展,非常非常令人鼓舞,”英国剑桥大学脑修复研究员 James Fawcett 说,他并未参与这项研究。Fawcett 向《大众科学》描述了其他科学家在 2011 年看到 Summers 的结果后的一些顾虑:“我们认为这可能是一个非常特殊的情况,因为他是一个非常健康的年轻人。”在被停在家门口的汽车撞倒之前,Summers 曾为俄勒冈州立大学效力打棒球。他开始与 Edgerton 及其同事进行实验时年仅 23 岁。

在另外三位从 Summers 的疗法中看到效果的男性中,有两位比 Summers 感觉丧失更多。有两位在开始与 Edgerton 的团队合作时比 Summers 年长,分别为 27 岁和 32 岁。

在这项研究中,所有四名男性都接受了一个包含 16 个电极的植入物,该植入物被植入脊髓保护膜之外。该植入物是市场上已有的用于治疗慢性疼痛的产品,因此其他人也接受过这种手术,尽管原因可能与 Summers 和他的研究志愿者不同。

植入物必须开启,患者才能控制其运动。植入物未开启时,他们无法移动。但在植入物开启的最初几次会话中,在任何训练之前,患者就有一定的移动能力。进一步的训练可以帮助患者更好地控制其运动,并减少他们所需的电压。

“我们所知道的是,我们通过刺激提高了脊髓的兴奋性或唤醒度,”Angeli 说。

Edgerton 及其同事认为,电刺激的作用是通过使脊髓中的神经对来自大脑的“嘿,我想动”的信号更加敏感。

“我们所知道的是,我们通过刺激提高了脊髓的兴奋性或唤醒度,”Edgerton 的同事之一、路易斯维尔肯塔基一号健康康复研究所的研究员 Claudia Angeli 说。Angeli 说,一旦脊髓接收到信息,它就能进行大量的自身计算来产生弯曲和行走等运动。

然而,Edgerton、Angeli 和他们的团队并不确定他们具体激活的是哪些通路。“我们目前正在研究不同的通路,”Angeli 说。一旦他们弄清楚这一点,将有助于他们知道哪些瘫痪患者将受益于脊髓刺激。

该团队为未来计划的其他研究包括开发一种专门用于帮助瘫痪患者运动的刺激植入物。团队成员希望制造自己的植入物,使其比目前使用的已改造的止痛设备更容易控制。该团队还在研究是否添加某些药物到治疗方案中,可以使脊髓中的神经元对来自大脑的信号更加敏感。

Fawcett 希望看到其他实验室能够复制该团队的工作。“像这样的实验性治疗需要在多个地方由多个不同的团队进行,才能真正弄清楚它对普通患者的适用性有多么容易和实用,”他说。

Edgerton、Angeli 及其同事今天在《Brain》杂志上发表了他们的研究成果。

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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