
脊髓损伤往往会在一瞬间改变你的生活。
但如今,一项发表于两大著名科学杂志上的研究显示,对于脊髓损伤患者来说,重新行走可能变为现实。
靶向电刺激
来自瑞士联邦理工学院(洛桑)的Grégoire Courtine研究小组报告称,一种名为靶向神经技术的治疗方法使得三位脊髓损伤患者恢复行走能力。该技术在脊髓表面释放定时电刺激,简称EES。
对于那些损伤持续超过4年,甚至在接受全面的康复治疗后,仍然表现出永久性运动缺陷(肌肉功能丧失)或是完全瘫痪的患者个体而言,EES都表现出了相应疗效。
而该治疗带来的改善也可以说是立竿见影:患者接受治疗后能够自主刺激肌肉从而产生所需运动,例如伸展瘫痪腿部的踝关节。
对每个个体进行的EES优化使得他们能够将自己的运动与EES所发出的电信号保持一致。仅在五天内,受试者就能够下地行走,甚至自主调节他们的肢体动作与行动速度。
最令人兴奋的事情也许远不止于此。经过几个月的靶向EES治疗后,受试者能够重新恢复对于麻痹肌的自主控制力,即便他们已经停止EES治疗。这使得患者进行行走甚至是骑行活动的环境不再局限于实验室内。
什么是脊髓损伤?
造成脊髓损伤的典型原因是创伤性事件,例如机动车事故,运动损伤或是跌落伤害。在澳大利亚,每年新增约250-300起脊髓损伤病例,目前有超过1万人受到脊髓损伤影响。
当事故发生时,构成脊柱的脊椎或骨骼可能脱臼或断裂。这会导致骨头挤压到脆弱的脊髓,引发出血和瘀伤。
此类伤害会导致损伤平面以下的运动(肌肉)及感官功能丧失。颈部以下的损伤通常会影响四肢,进而导致瘫痪。胸或腰段脊髓伤则主要导致截瘫,引发躯干、腿部和身体下部瘫痪。
不过,这只是罕见的完全性脊髓损伤,对于大部分患者来说,损伤平面以下的部分通常还保留着一些微小的功能。
通信公路
在人体中,脊髓就像通信公路一样,连接着我们的大脑和身体。
如果一条公路遭到破坏或是关闭,那么,你将无法沿着它到达你的目的地。类似地,当脊髓受损时,我们的大脑和身体间正常传递的信号与信息也就无法达到指定位置。这导致了肌肉控制力与感觉的丧失,也会引发肠道和膀胱问题以及性功能障碍。
行走或是其他自主运动受信号控制。这些信号从大脑前区传到其他脊髓神经细胞,然后,再通过神经从脊髓传到参与运动的肌肉。
这项新研究令我们感到极其兴奋的地方在于:它表明几个月的EES治疗可能能够重新唤起这些通道的活性。这与该小组先前的工作成果相一致,但这样的效果还是首次在人类身上得到证实。
令人兴奋的一步
这是向这一研究领域迈进的令人激动的一步。毕竟,许多用于改善脊髓损伤患者功能的试验性疗法均以失败告终。
造成其他尝试失败的原因有很多。首先,用于研究脊髓损伤的许多模型并不能精确地模拟出脊髓损伤后个体可能出现的特定性问题。这使得人们很难将实验工作中的发现转化为临床上有意义的进展。
此外,脊髓损伤本身也是个难以界定的混合问题,并非所有产生的损伤都是相似的。因此,我们很难找到可能会对所有人都有效的治疗方法。
的确,即便是Courtine组所做的研究,其对象也只包括了脊髓不完全损伤的个体。这可能限制了该研究对于那些具有更严重损伤个体的适用性。
另外,Courtine方法的成功似乎还与他们采用定时而非连续的EES治疗有关。这就允许试验中的人们得以保留他们的腿部被放置于空间中的感觉(一种被称为本体感受的感觉),而其他试验并未使用这种方法。
未来何去何从
尽管这些研究获得了令人兴奋的进展,但未来该领域的研究仍将需要突破一些限制。
首先,这种方法需要人们经历一系列带有侵入性和资源密集型的步骤,然后植入EES电极并确定最佳的刺激方式。然而,物质或经济的约束可能会让人们望而却步。
此外,到目前为止,这种疗法仅在极少数经历过相对较轻微,不完全性脊髓损伤的个体间进行过试验,其并不能表明许多受到严重损伤群体的状况。
重要的是,未来的研究需要调查EES疗法对于那些受到更严重损伤,包括全身只有少数,或者根本没有未受损神经元的完全损伤个体是否有效
我们仍然不确定这项技术是否能够使患者的日常活动得到改善。
而且,重要的是我们得记住,运动功能受损只是脊髓损伤患者经历的一系列症状之一。在一项针对截瘫患者的调查中,他们表示,相对于再次行走,改善膀胱和肠道控制力以及恢复性功能更加重要,因为这能够保障他们的生活质量。
所以,尽管那些遭受脊髓损伤的人们有理由为此感到一点小小的乐观,但在该领域我们仍有许多问题亟待解决。
作者简介
Lyndsey Collins-Praino
阿德雷德大学(University of Adelaide),医学院高级讲师
Anna Leonard
阿德雷德大学(University of Adelaide),讲师及医学研究员
本文观点仅代表作者,不代表《科学美国人》。
翻译:蒋静;
审校:潘燕婷












