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将想法转化为行动:电刺激技术帮助瘫痪患者重新控制肌肉——IT新闻_高鹰生殖中心

来源: 新华社
09:27:02

孙红雷将想法转化为行动:电刺激技术帮助瘫痪患者重新控制肌肉——IT新闻

林徽因

    资料来源:自然自然科学,但研究人员警告说,这项技术仍处于早期阶段,只在具有残余运动功能的人中得到验证。3例脊髓损伤患者在电刺激下恢复了腿部肌肉的控制,提高了行走能力。其中一个完全无法行走,现在可以在外面的帮助下移动。大卫(如合成图像所示)是三个受益于电刺激疗法的受试者之一。华盛顿大学的康复研究员切特·莫里茨说,他没有参与这项研究。更重要的是,电刺激持续改善所有受试者的运动能力。即使刺激措施结束,它也会继续改善。其中两人还提高了行走能力。但研究人员警告说,这种被称为硬膜外电刺激的技术仍处于早期阶段,不清楚有多少脊髓损伤患者会从中受益。到目前为止,这项技术仅在运动功能低于损伤水平的脊髓损伤患者中得到验证。这项研究发表在10月31日的《自然》杂志上。经过电刺激结合理疗,大卫能够在外力的帮助下行走。莫里兹说,这是脊髓损伤研究的“突破”。另外两个实验组也报道了脊髓损伤患者在电刺激后恢复了行走能力。在9月24日发表的一篇论文中,明尼苏达州梅奥诊所的物理治疗师梅根·吉尔和他的同事们描述了一个完全瘫痪低于受伤水平的人在经过43周的训练和电刺激后,如何在跑步机上行走。9月27日,肯塔基州路易斯维尔大学的脊髓研究员克劳迪娅·安吉丽和她的同事报告说,经过15周和85周的训练,接受持续硬膜外刺激的四名患者中有两人在辅助装置的帮助下能够行走。但瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of.)神经科学家Gr goire Courtine领导了这项最新研究,他说,他的研究小组的精确时间刺激可能比连续刺激要好。持续的电刺激可以阻断部分从腿部返回大脑的残留信号。脊髓损伤切断了脑和脊髓神经元之间的连接,导致低于损伤水平的运动和感觉丧失,有时甚至瘫痪。在大多数情况下,受损脊髓中的大脑和运动神经元之间仍然有一些联系,但是这些联系不足以使人行走。科廷的研究小组用电刺激为这些运动神经元提供额外的刺激,增强神经元从它们与大脑的残留连接处接收的信号。研究小组研究了电刺激是否能帮助病人恢复行走。研究人员首先分解行走所需的动作,如弯曲臀部和伸展脚踝,以确定每个动作涉及的脊髓区域。然后他们在三名因脊髓损伤而腿部运动功能不同程度受损的受试者身上植入电刺激器。基于先前研究过的涉及行走的脊髓区域,研究小组设计了一系列电脉冲,在适当的时间和地点刺激脊髓,以促进运动发育。电刺激本身并不产生运动,它只在受试者试图自己行动时才起作用。电刺激可以看作是一个放大器。病人的运动需要自己控制。Courtine说,仅仅两天后,患者逐渐适应了电刺激。一周之内,参与者能够在辅助设备的帮助下行走,这些辅助设备帮助他们分担一部分体重。其中一个受试者以前腿部没有运动,一个左腿完全瘫痪,另一个腿部有部分运动,但是当他试图走路时不能抬起腿。经过五个月的康复和电刺激后,受试者的状态进一步改善:最终,即使外部刺激被终止,研究人员也可以观察到受试者的运动能力的持续改善。两名受试者能够用拐杖独立行走,其中一人甚至能在没有任何外力的情况下行走几步。第三个参与者以前受过最重的伤,现在他能够仰卧着移动他瘫痪的腿。Moritz说,结果表明电刺激加强了大脑和脊髓神经元之间的联系,他写了一篇关于《自然神经科学》研究的新闻和意见文章。他说,神经科学的基本原理之一是“协同放电的细胞必然是相互连接的”,因此扩大大脑神经元和脊髓神经元之间的相互作用以加强它们之间的连接是有意义的。佛罗里达州Neurotech Network执行董事Jennifer French说,需要进一步验证的希望令人兴奋。Neurotech Network是一个非营利组织,致力于向神经系统疾病患者推广最新的神经学技术。但是她指出,参与者仍然需要外部的帮助来分担他们的体重,以便四处活动。凯斯西储大学的脊髓损伤临床研究员Kim Anderson补充说,这项技术可能不适用于所有脊髓损伤患者。本研究的参与者在开始电刺激前保留了一定程度的运动功能,而大多数脊髓损伤患者遭受“完全运动”损伤,因此没有剩余的运动能力。科廷的研究小组还开发了一些技术,使受试者在实验室外使用硬膜外电刺激。这些技术包括可穿戴的传感器,触发刺激和应用程序,可以运行在语音控制的手表,允许用户准确地选择他们需要的刺激。Courtine说这些装置还在研发中,但是参与者们用它们行走,甚至骑手脚三轮车。科廷说,今后三年,他的目标是优化电刺激技术,并验证其安全性和有效性。伦敦帝国理工学院的神经科学家西蒙·迪·乔凡尼(Simone Di Giovanni)乐观地认为,有朝一日,电刺激技术将得到更广泛的应用。他说,目前尚不清楚这对于严重受伤的人会有多大效果,因此需要进一步的实验。

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