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Nature:新型电刺激让3名脊髓损伤患者重新行走!

2018-11-21 00:00:02医学界
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核心提示:这是患者迈出的一小步,但却是科技迈出的一大步!

  10月31日,Nature上发表了一篇文章,报道了3名脊髓损伤患者在接受定向脊髓电刺激后,能够再次行走的案例[1]。这无疑是一项巨大的突破,为更多脊髓损伤的患者带来了曙光!

  同天,Nature neuroscience也对这篇文章发表了评论,称其是脊髓损伤研究中人类迈出的一大步[2]。Nature news也在第一时间发表文章,为这一进展站台造势[3]。

  究竟是什么神奇的技术能让脊髓损伤患者重新站立并行走,它所带来的影响在脊髓损伤研究中又有多么深远?

  

  脊髓损伤,患者的噩梦!

  脊髓中存在运动和感觉的传导束以及下运动神经元,因此脊髓损伤会扰乱神经系统内的通讯,导致基本神经功能丧失和瘫痪,不仅会给患者本人带来生理和心理上的极大伤害,严重影响患者的生活质量,还会对家庭乃至整个社会造成巨大的精神和经济负担。

  根据世界卫生组织的数据,脊髓损伤的发生率约为千分之一,我国现有约130万脊髓损伤患者。且随着经济的发展以及汽车的普及,因车祸发生脊髓损伤的风险进一步增加,脊髓损伤的人数正以5~7万/年的速度增长。

  硬膜外电刺激,是患者的曙光?

  以运动康复为基础的治疗可以在一定程度上恢复神经通路功能,达到治疗效果,但多数患者却不能从中获益。为实现脊髓损伤患者重新行走的目标,诸如外骨骼、体重支持系统、肌肉功能电刺激、脊髓神经调节等疗法相继出现。

  在过去的30年间,大量研究证据表明硬膜外电刺激(EES)或成为使受损神经通路得以重建的曙光。前不久,Nature Medicine上发表了一篇研究,报告了第一例在发生脊髓损伤(SCI)后下肢完全瘫痪的人类患者再次独立踏步的案例[4]。堪称奇迹!

  EES不仅可以利用大脑中尚未被开发且在功能上沉默的下行通路,还能提高脊髓将特定任务的感觉信息转化为站立和行走等肌肉活动的能力。

  重新行走,或不再是梦想!

  Grégoire Courtine团队发现,EES对运动神经元的激活是通过脊髓后索的本体感觉环路实现的。因此,他们对经典的ESS做出了改良,在不同节段对后根产生刺激,以完成环路对不同区域运动神经元的激活。

  与此同时,为保证参与运动所需肌肉收缩的一致性,电刺激的发放会与运动所需肌肉收缩顺序匹配,使运动更加自然。这项创新性技术成功帮助了脊髓损伤四年以上且对康复治疗无效的3名患者重获站立和行走能力。

  Courtine说:“改良后的电刺激并不是机器发出的,只有当参与者想完成相应动作时才会工作,它其实是起到了放大器的作用。”

  参与试验的三人中,一人双腿都不能动,一人左腿几乎完全瘫痪,仅有一人下肢可稍作活动,但无法克服重力。在训练一周后,这三位受试者就都可以在这套可以承担部分体重装置的帮助下行走了。

  更喜人的是,经过五个月的训练,在关闭额外电刺激的情况下,脊髓受损最严重的患者可以在平躺状态下移动此前瘫痪的双腿。 而另外的两名受试者,可以在支撑物的帮助下实现独立行走 [3]。

  患者的一小步,科技的一大步!

  Chet Moritz这样评价到:“Courtine团队的成功让我们重新认识了脊髓损伤及其治疗。”根据他们的经验看来,很多人都可以重新自发控制瘫痪肢体,甚至通过脊髓刺激和康复训练重新行走,损伤并没有完全切断大脑和脊髓之间的联系。相比以往单独的康复治疗,这种刺激与康复结合的方法更有助于神经系统在创伤周围的愈合和功能重塑。

  Courtine对这一技术及成果的未来感到非常乐观,他介绍到:“虽然设备还有很大的进步空间,但现在的版本已经让参与者实现了行走的梦想,而且有一人还能在它的帮助下骑手腿共发力的三轮车了。”他们团队希望在未来的三年内对设备进行优化,并对安全性、有效性做进一步的验证。

  伦敦帝国学院的神经学家Simone Di Giovanni对这一技术也怀有希望,他说:“虽然不知道在脊髓受损更加严重的患者里它的效果怎么样,但进一步的实验和设备的优化也一定会随着技术的广泛应用而同时进行。”

  也许在长度和距离上,受试者只迈出了一小步;但对于他们的人生和医学的进步来讲,每一个一小步都来之不易,受试者的勇气以及研究团队的努力是脊髓损伤领域里康复治疗的一大步。

  我们也共同期待着这一天的到来,让所有人都能自在的活动。

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