之前的一期《Cell》：惊!脊髓损伤有被恢复的可能?中，小编科小白为大家介绍了关于脊髓损伤的新发现，减少脊髓损伤区域内抑制性神经元的兴奋性，可以使这些休眠的连接传递大脑的指令，并促进患有脊髓损伤、导致完全瘫痪的小鼠的部分运动恢复。
《Nature》又放大招啦，新成果表明电刺激帮助三名患有脊髓损伤的人恢复了对腿部肌肉的控制并改善了他们的行走。甚至使其中一个以前不能走路的人能够在别人的帮助下走路。重要的是，即使在刺激治疗停止后，所有参与者仍保持了肌肉运动的一些改善，还有两个保持了行走能力的改善。
但研究人员告诫说，这种被称为硬膜外电刺激的技术尚处于早期阶段，目前还不清楚这种技术能在多大比例的受伤人群中起作用。到目前为止，只有那些在受伤后仍保持一定程度运动功能的人才能证明这一点。
科学家们关于脊髓损伤修复的研究越来越多。明尼苏达州罗彻斯特市梅奥诊所的物理治疗师Megan Gill和她的同事描述了一个受伤后完全瘫痪的人在经过43周的训练和电刺激后，是如何在跑步机上行走的。肯塔基州路易斯维尔大学的脊髓研究人员Claudia Angeli和他的同事表明，在连续的硬膜外刺激下，经过15周和85周的训练后，四分之二的人能够使用辅助设备行走。
脊髓损伤会破坏大脑和脊髓神经元之间的联系，在损伤以下的身体区域产生运动和感觉缺陷，有时会导致瘫痪。在大多数情况下，大脑和损伤后脊髓中的运动神经元之间仍然存在一些联系，但这些可能不足以让人移动。
Courtine的团队使用电刺激为这些运动神经元提供了额外的激发，从而增强了从大脑剩余连接中所接收的信号。研究人员首先绘制出了在行走时需要的每一个动作中涉及到的脊髓区域，例如弯曲臀部或伸展脚踝。然后他们在三个人中植入电刺激器，由于脊髓损伤，他们腿部的运动损伤程度不同。通过计算出脊髓的哪些部分参与行走，研究小组就能够编程一系列电脉冲，在正确的时间和位置刺激脊髓以促进这些运动。
这种电刺激本身不会产生运动——只有当研究参与者试图自己做出运动时，它才会起作用。它真的能起到放大器的作用，这并不是说我们正在控制这条腿，而是病人必须这样做。Courtine说，仅仅两天后，这对他们来说就变得很自然了。在一周之内，参与者就可以借助一些能支撑他们体重的设备行走。这包括一个以前没有腿部活动的人，以及一个左腿完全瘫痪的人。第三个人的腿部运动能力更强，但在试图行走时却无法抬起腿。
经过5个月的康复和刺激后，参与者的运动能力得到了进一步的提高：最终，研究小组发现，即使停止了额外的刺激，他们的活动能力也有所提高。两名参与者能够在没有任何帮助的情况下用拐杖独立行走。第三个人受伤最严重，他可以在躺下的时候移动原本瘫痪的双腿。
俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学脊髓损伤的临床研究人员Kim Anderson补充说，这项技术可能无法帮助所有有这种损伤的人。研究参与者在刺激开始前保留了一定程度的运动功能，而大多数脊髓损伤的人都有“运动完全”损伤，没有剩余的运动能力。
Courtine的团队还开发出了一种技术，可以让参与者在实验室外使用硬膜外电刺激。这包括可以触发刺激的可穿戴传感器，以及可以在声控手表上运行的应用程序，用户可以选择所需的刺激形式。Courtine表示，这些设备仍处于开发阶段，但参与者已经将它们用于行走，甚至在一种情况下，使用臂式和腿部动力的三轮车。Courtine说，在接下来的三年里，他的目标是优化技术并验证其安全性和有效性。
我们可以乐观的认为这项技术有朝一日可以得到更广泛的应用。虽然目前尚不清楚它对严重受伤人群的效果如何，还需要进一步的实验。但是对于脊髓损伤人群运动能力的恢复的相关研究和技术，有望在以后造福更多有运动障碍的人群。
参考文献：
Electrical spinal cord stimulation must preserve proprioception to enable locomotion in humans with spinal cord injury. Nature Neuroscience (2018)
