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EES治療：讓癱瘓者恢復(fù)行走能力

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年11月28日 08:10

脊髓損傷可導(dǎo)致永久癱瘓

“指揮”行走的神經(jīng)元位于我們的腰椎脊髓。當(dāng)我們走路時，大腦會通過腦干發(fā)散出的通路發(fā)出指令，來激活這些神經(jīng)元。當(dāng)脊髓受到嚴(yán)重的損傷時，這個組織精妙的交流系統(tǒng)就會被打亂，從大腦和腦干通向腰椎脊髓的通路也會被中斷。

如此一來，即便位于腰椎脊髓的神經(jīng)元沒有直接受到損傷，也會造成癱瘓。從歷史上看，由脊髓損傷導(dǎo)致的癱瘓是永久性的、不可逆轉(zhuǎn)的。但令人難以置信的是，現(xiàn)在，這種情況可能將開始改變。

在一篇于近期發(fā)表在《自然》雜志的研究中，一個國際研究團(tuán)隊報告稱，因脊髓損傷而癱瘓的患者，在控制腿部運(yùn)動的區(qū)域接受了有針對性的硬膜外電刺激（EES）后，能夠恢復(fù)部分運(yùn)動功能。他們在9名患者身上證明了這種療法的有效性，并且還證明了在神經(jīng)康復(fù)過程結(jié)束和關(guān)閉電刺激后，患者的運(yùn)動功能也得到了改善。

硬膜外電刺激可“重塑”脊髓

EES是50多年前發(fā)展起來的一種止痛方法，它需要在肌肉和骨骼下，在脊髓硬膜（包裹著神經(jīng)系統(tǒng)的最外層膜）上方，植入含有多個電極的柔片。電極傳遞的電流可以激活脊髓附近的神經(jīng)元，以及出入脊髓的神經(jīng)元通路。

這種方法已經(jīng)被證明在脊髓損傷的情況下，可以刺激仍然存活的神經(jīng)元，改善運(yùn)動功能。然而，當(dāng)將這種方法作為治療癱瘓的手段時，仍然面臨一些挑戰(zhàn)，比如植入物本身的靈活性和刺激模式，都需得到進(jìn)一步改善。

在新研究中，研究人員進(jìn)行了一項臨床試驗，他們讓9名嚴(yán)重癱瘓的患者接受了EES，其中3名完全癱瘓的患者接受的治療中所使用的是新設(shè)計的電極。結(jié)果顯示，所有患者在刺激過程中，都立即恢復(fù)了一部分行走能力；其中4人甚至在EES植入物失效、不再發(fā)出電脈沖后，仍能行走。

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新研究讓9名癱瘓者重新獲得部分行走能力。（圖/neurorestore.swiss）

在患者接受了5個月的康復(fù)治療后，他們的負(fù)重能力有了顯著提高，行走能力也有了持續(xù)的改善。研究人員推測，EES“重塑”了他們的脊髓，但他們并不清楚，EES治療是如何導(dǎo)致神經(jīng)回路重組的。

研究人員試圖在走路時的神經(jīng)元活動中找到證據(jù)。他們獲取了這些患者在接受治療前和治療后的走路時的脊髓神經(jīng)細(xì)胞活動圖像，意外地發(fā)現(xiàn)在接受了EES治療后，這些患者的脊柱腰椎區(qū)域的整體神經(jīng)活動出現(xiàn)了減少。這意味著，在幫助改善患者的行走功能的刺激中，可能被激活的只有一小部分特定的神經(jīng)元。

在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵神經(jīng)元

對于神經(jīng)科學(xué)家來說，了解每個神經(jīng)元在行走時中所扮演的具體角色是至關(guān)重要的。為了更好地了解發(fā)生了什么，研究人員利用實驗室小鼠重復(fù)了這項研究。在一些脊髓受損的小鼠身上，他們重現(xiàn)了人類在接受EES治療時的許多關(guān)鍵特征。

團(tuán)隊利用一種分析基因表達(dá)數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，來識別能對生物刺激作出反應(yīng)的細(xì)胞類型。通過這種方法，他們精確定位了在整個治療過程的不同階段中，哪些神經(jīng)元是小鼠脊髓中最重要的，以及其中有哪些基因被激活了。

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在電刺激下作出明顯反應(yīng)的神經(jīng)元。（圖/neurorestore.swiss）

他們發(fā)現(xiàn)了一種在急性和慢性電刺激下，都表現(xiàn)出明顯反應(yīng)的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元是脊椎動物的腦干和脊髓中的V2a神經(jīng)元的一種亞群，與運(yùn)動和肢體活動等方面息息相關(guān)。

在小鼠身上進(jìn)行了一系列實驗后，研究人員發(fā)現(xiàn)這類特定的神經(jīng)元具有一種驚人特性：在脊髓受損后，即使沒有經(jīng)過EES治療，僅僅激活這些神經(jīng)元，也能幫助改善患者的行走功能。這些神經(jīng)元對健康小鼠的行走來說并不必需；但對受到了脊髓損傷的小鼠在恢復(fù)運(yùn)動功能時卻必不可少。

向完全恢復(fù)行走邁出重要一步

這樣的實驗結(jié)果表明，在脊髓受損后，某些類型的脊髓神經(jīng)元會失去與大腦“交流”的能力，但如果給予適當(dāng)?shù)拇碳⑺鼈儭爸匦聠拘选保陀型麕椭颊呋謴?fù)運(yùn)動功能。

這項研究讓科學(xué)家對脊髓神經(jīng)元的重組過程有了新的認(rèn)識。通過發(fā)現(xiàn)這些對恢復(fù)癱瘓患者行走能力至關(guān)重要的神經(jīng)元，新研究為給更多癱患者提供有針對性的治療、恢復(fù)行走能力帶來了希望。它表明，我們現(xiàn)在可以通過操縱這些神經(jīng)元來再生脊髓。

盡管距離完全恢復(fù)癱瘓者的行動能力仍有很長的一段路要走，許多挑戰(zhàn)仍然存在，但這項研究中所涉及的一些新技術(shù)將可以作為引導(dǎo)未來的關(guān)于運(yùn)動恢復(fù)的研究的有效工具。這種生物學(xué)上的理解，將會是實現(xiàn)運(yùn)動功能完全恢復(fù)的重要一步。

#創(chuàng)作團(tuán)隊：

撰文：糖獸

排版：雯雯

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05385-7

https://www.science.org/content/article/study-pinpoints-neurons-may-help-paralyzed-people-walk-again

https://www.nature.com/articles/d41586-022-02234-5

https://futurism.com/neoscope/implant-walk-spinal-paralysis-why

https://medicalxpress.com/news/2022-11-scientists-neurons-paralysis.html

#圖片來源：

封面圖 & 首圖：Pixabay

來源：原理 2022-11-22