近日有报道称，三个曾经因脊髓损伤而瘫痪的患者现在已经可以像正常人一样走路、游泳、骑自行车，甚至还可以划独木舟。而这一奇迹的发生全都归功于他们体内的一种可以刺激脊髓神经元的植入物。
2月7日《Nature Medicine》上，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的神经科学家格莱戈瓦尔·考廷(Grégoire Courtin)和他的同事们发表了一篇文章，讲述了首个可以植入人体并通过模拟大脑和脊髓信号控制下半身的植入物。
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重获新生
众所周知，受到重大伤害而完全断裂的脊髓是无法传递大脑所发出的电信号的，这些电信号往往是用来控制受伤部位一下的身体活动的。因此一旦脊髓受伤断裂，就会造成无法逆转的瘫痪。但研究人员发现脊髓受伤部位以下的运动神经元链通常保持完整，他们无法正常活动的原因只是因为无法接收到大脑的信号控制。因此设想了一种装置，可以通过向神经元施加电流来恢复脊髓损伤患者的某些身体活动。
瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员使用磁共振成像和计算机断层成像来绘制27人脊髓神经元的大小和布局图，并建立了平均脊髓的预测模型。外科医生通过这些模型来决定测试者身上放置电极的位置，然后，研究人员对每个人的电流进行微调。本次接受测试的是三个脊髓完全断裂的下半身瘫痪患者，也就是开头提到的三名瘫痪患者。
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一旦植入，每个人都可以控制电刺激的模式，例如，使用按钮和平板来抬高或降低每条腿。三位参与者在激活植入体后的一天内恢复了一定程度的运动，包括能够在负重的情况下在跑步机上行走。“最初的几步令人难以置信--梦想成真了！”接受治疗的人之一米歇尔·罗卡提在采访中说道。参与者还可以使用该装置引导他们的肌肉通过预先编程来进行相关运动，如骑自行车和蹲姿，并在划独木舟时保持身体稳定。
新的希望
加州大学洛杉矶分校的运动生理学家雷吉·埃杰顿(Reggie Edgerton)正致力于为脊髓损伤患者进行电刺激，他对论文中的细节水平印象深刻，他说，这种方法很好地整合了定向、定时激活特定神经元的“微观”元素，以及确保整个身体与运动协调的“宏观”尺度。他说：“你不只是用腿走路。
Edgerton的方法是将电极贴在皮肤上，从外部激活脊髓神经元，他说这是一种侵入性较小的方案，或者说是受伤患者在可以植入永久的装置之前的一种权宜之计。他说，下一个问题是，长时间的刺激是否会帮助运动神经元在没有刺激的情况下生长出正确的连接来进行运动。
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明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所的物理治疗师梅根·吉尔(MeganGill)说：“这真的很令人兴奋。”他也在研究脊髓损伤的电刺激装置。吉尔指出，虽然受试者在治疗后一天没有完全恢复“行走”--他们的大部分能够支撑起自身体重—所以她对这种刺激的效果印象深刻。
同样在梅奥诊所工作的神经外科医生彼得·格雷恩补充说，该设备能够战略性地刺激各种神经元，而不是像以前的设备那样持续地刺激各种神经元，这将有助于研究人员理解脊髓信号的动态。这可以帮助那些失去上半身运动能力的人在未来恢复运动能力——这是一个复杂得多的过程。
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瑞士洛桑联邦理工学院研究团队说，他们希望可以简化这项技术，让用户可以通过智能手机来控制它。该团队获得了美国食品和药物管理局的批准，在一项以美国为基础的临床试验中对该系统进行了更多人的测试。研究人员计划把重点放在最近受伤的人身上，因为对啮齿类动物的测试表明，动物在受伤后立即开始受到刺激时，往往会恢复更多的运动。他们还在测试一种大脑植入物，这种植入物可以直接将精神指令传送到脊髓刺激机器。这个装置可以恢复由于脊髓损伤而失去的其他功能，如膀胱控制和性功能。
Edgerton说，这项工作将给许多脊髓损伤的人“带来新生的希望”。
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