Nature Medicine：等了10年，这名中风患者恢复了手部运动和感觉
发布日期：2024-09-19 24:13
来源类型：公狒狒 | 作者：卡尔·约翰逊
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中风是成年人残疾最常见的原因。在全球范围内，每 4 个人中就有 1 人会中风。
当大脑中的血液供应受阻或血管破裂时，就会发生中风。大脑中风会破坏从运动皮层区域到脊髓的下降指令，这可能导致肢体的永久性运动障碍，也就是瘫痪。自古以来，瘫痪就被认为是一种永久性疾病，在近百年的现代临床研究中，让瘫痪患者重新恢复运动和感觉能力，一直是世界性的医学难题。
其中，近75%的中风患者手臂或手部会出现持久的运动障碍，“无力地”生活在这个需要双手的世界里。这些运动障碍持续存在，部分原因是当前的神经康复方法未能有效减少上肢损伤。多数不幸的患者日常生活都难以自理，给自身、家庭甚至社会造成了巨大负担。
如今，来自匹兹堡大学的一项临床研究，为慢性中风患者开辟了一条前所未有的潜在治疗途径。探究团队通过对颈脊髓进行硬膜外电刺激（SCS），改善了两名中风后慢性肌力不足患者手臂和手的运动锻炼和力量。
在参与了为期四周的实验后，两名中风患者做到了多年来无法达成的事情：将手臂举过头顶、张开和握紧拳头、使用叉子和刀子进食以及捡起小物件。
图｜中风患者将手臂举过头顶。（动图素材来源：匹兹堡大学）
图｜中风患者使用叉子进食。（动图素材来源：匹兹堡大学）
相关研究以“Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis”为题，已发表在科学期刊 Nature Medicine 上。
一股温和的电流，激发脊髓回路的残余力量
论文作者之一、匹兹堡大学的 Elvira Pirondini 博士说道：“即使是中风导致的轻微缺陷也会使人与社交和职业生活隔离，变得非常虚弱，手臂和手部的运动障碍尤其费力，阻碍了简单的日常活动。”这意味着，为中风后受运动障碍影响的人群创造有效的神经康复解决方案十分重要。
因中风导致瘫痪的人无法自主移动某块肌肉或某组肌肉。当控制运动的大脑部分受损时，它会破坏大脑和肌肉之间的信息传递。然而，控制运动的脊髓回路仍然完好无损，可以通过神经技术来恢复运动。
脊髓刺激使用一组放置在脊髓表面的电极来传递电流脉冲，从而激活脊髓内的神经细胞。
图｜脊髓回路电刺激的实验装置和范例示意图
目前，这项技术已经成为用于治疗疼痛的方法。早在 2018 年，独立研究团队就发表了一系列论文，表明它首次使少数因脊髓损伤而瘫痪的患者能够独立站立并借助辅助装置行走年。
但是，由于人手独特的灵活性，加上肩膀处手臂的大范围运动，以及控制手臂和手的神经信号的复杂性，使得用于上肢恢复的脊髓刺激在很大程度上还未被探索过。
在这项最新的研究中，外科医生沿着颈部脊髓的上部区域植入了一对类似意大利面条的薄金属电极，以瞄准控制手臂和手部肌肉的神经群。在一股股温和的电流刺激后，中风患者以近十年来从未有过的方式张开了双手。
据《连线》记者报道，其中一名中风患者表示：“自从十年前，我单手生活在一个双手的世界里，只有一只手可以用时，你永远不会意识到需要两只手来做多少事情。”
但是，当研究人员打开电刺激，为期的一系列实验室测试中，她完成了移动积木、捡起弹珠、抓汤罐和开锁等任务。
或为“永久性”残疾者带来希望
脊髓刺激本质上是一种信号增强器。刺激不是控制运动，而是让患者自主运动。卡内基梅隆大学神经科学研究所机械工程教授 Douglas Weber 博士说：“来自手臂和手的感觉神经向控制四肢肌肉的脊髓运动神经元发送信号。通过刺激这些感觉神经，放大了因中风而减弱的肌肉的活动。重要的是，患者可以完全控制自己的动作：只有当患者试图移动时，刺激才会起到辅助作用，并加强肌肉的激活。”
出乎意料的是，刺激的效果似乎比科学家最初想象的更持久，甚至在移除设备后仍然持续，这表明它既可以用作上肢恢复的辅助方法，也可以用作恢复方法。
事实上，这一初步证据表明，脊髓刺激既可作为一种辅助技术，在开启时改善患者的手和手臂运动功能，也可作为一种康复手段，在关闭时让人能重获失去的运动功能。刺激的直接效果使高强度体育训练成为可能，反过来，在没有刺激的情况下，可能会导致更强的长期改善。同时，研究人员也指出这一方法没有严重的不良事件报告。
当然，治疗也并非没有风险。脊髓刺激可能会出现感染等并发症，并且电线可能会断裂或移位，从而对周围组织造成损害。这意味着需要研究人员继续招募更多的试验参与者，在较大队列中进行进一步研究，以验证这一方法的安全性和有效性。
同时，一个很大的未知数是刺激的效果会持续多久。对于一些患者来说，可能只需要一两个月的治疗就可以帮助大脑重新连接并形成新的连接；对于其他人，可能需要长期或永久的刺激。因此，未来更多的研究需要考察哪些中风患者可以从这种治疗中受益最多，以及如何针对不同的严重程度优化刺激方案。
参考链接：
https://www.nature.com/articles/s41591-022-02202-6
https://www.wired.com/story/spinal-implant-stroke-recovery/
左立：
8秒前：com/articles/s41591-022-02202-6
魏喜奎：
9秒前：图｜中风患者将手臂举过头顶。
里斯·汤普森：
7秒前：论文作者之一、匹兹堡大学的 Elvira Pirondini 博士说道：“即使是中风导致的轻微缺陷也会使人与社交和职业生活隔离，变得非常虚弱，手臂和手部的运动障碍尤其费力，阻碍了简单的日常活动。
克里斯黛拉·阿朗索：
5秒前：脊髓刺激使用一组放置在脊髓表面的电极来传递电流脉冲，从而激活脊髓内的神经细胞。