兩名患者在脊髓被刺激后重新開始行走。視覺中國 資料圖

用電刺激脊髓后，癱瘓者突然又能行走了。這一聽起來像科幻小說的場景正在成為現(xiàn)實。如今，科學(xué)家已經(jīng)確定了對脊髓受損小鼠“起作用”的神經(jīng)細胞群，這可能為治療癱瘓打開大門。

未參與該工作的美國華盛頓大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Sarah Mondello表示，這項研究“終于找到了康復(fù)的重要因素”。

嚴重的跌倒或車禍會切斷脊髓中的神經(jīng)連接，后者是人體控制身體各個部位的“電路”。不過部分神經(jīng)連接仍然存在，通過外科手術(shù)將一束電極植入患者的下脊髓，利用電刺激，結(jié)合物理治療和康復(fù)治療，可以恢復(fù)他們的肢體運動、腸道和膀胱功能，甚至性活動。

雪莉·瑞恩康復(fù)研究所的臨床醫(yī)生Arun Jayaraman表示，這種所謂的硬膜外電刺激是“為數(shù)不多表現(xiàn)出顯著變化的技術(shù)進步之一”。

但無論醫(yī)生還是科學(xué)家，都不清楚這種方法的作用機制。

在這項新研究中，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Grégoire Courtine和同事，通過為期5個月的電刺激、運動和康復(fù)計劃，追蹤了9名脊髓麻痹患者。在電刺激下，9人均恢復(fù)了獨立行走的能力。

研究小組獲得了患者在接受治療前后行走時脊髓神經(jīng)細胞的活動圖像。令人驚訝的是，在治療后，這些人的脊髓表現(xiàn)出比以前更少的活動。這表明，可能只有一部分神經(jīng)元在電刺激過程中被激活，以幫助患者康復(fù)。

為了更好地了解到底發(fā)生了什么，研究小組重復(fù)了這項研究，但這次是在脊髓受損的小鼠身上。

在治療過程的不同階段，研究人員確定了脊髓特定神經(jīng)細胞群中的哪些基因被激活，并根據(jù)細胞位置繪制了一張圖表。通過計算機程序，研究人員確定了恢復(fù)過程中哪些神經(jīng)細胞群是最重要的。相關(guān)論文11月9日發(fā)表于《自然》。

研究小組表示，小鼠脊髓中，一個特定神經(jīng)元亞群在電刺激后被激活，該亞群表達了兩種標記物——Vsx2和Hoxa10。

為了驗證這些神經(jīng)元對恢復(fù)的重要性，研究人員選擇性操縱了它們在小鼠中的活動。在激活它們后，小鼠恢復(fù)了行走能力。當電刺激過程阻斷這些細胞時，小鼠無法行走。研究小組發(fā)現(xiàn)，阻斷健康小鼠的細胞活性不會影響其行走能力，這表明這些細胞對脊髓損傷后的恢復(fù)至關(guān)重要。

Courtine同時表示，這些神經(jīng)元或許不是在恢復(fù)行走中唯一發(fā)揮作用的，其他神經(jīng)元亞群可能也很重要。

“除了負責恢復(fù)行走的神經(jīng)元外，這一發(fā)現(xiàn)還可以指導(dǎo)研究人員尋找有助于恢復(fù)其他功能的神經(jīng)元類型?！盡ondello說。

“這項工作可以幫助醫(yī)生在進行硬膜外電刺激時更好瞄準正確的神經(jīng)?！盝ayaraman說，“但這項研究只是第一步，在硬膜外電刺激成為癱瘓者的首選療法之前，還有許多問題需要回答?！?/p>

目前尚不清楚這種方法是否會產(chǎn)生副作用，以及它能持續(xù)多久。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05385-7

（原標題《電刺激如何讓癱瘓者重新行走》）