电刺激治疗有望给瘫痪能治吗患鍺带来巨大好处自 2018 年以来，美国肯塔基州、明尼苏达州和瑞士的实验室有大量相似的案例研究成为头条新闻

《自然》（Nature）杂志此前的┅篇新闻报道，关注了该领域一系列的进展性研究最初设计用来治疗慢性疼痛的刺激器，现在已经帮助一批瘫痪能治吗患者扭动脚趾、彎曲双腿或在支撑下行走

Rob Summers 在美国肯塔基州的一家康复机构平躺着，突然意识到自己可以扭动大脚趾了

自从一名肇事逃逸的司机造成 Summers 从胸部以下瘫痪能治吗后，他就再也无法做到这一点了医生告诉他，连接着他腿部的神经被切断了他再也不能移动下半身。医生将其归類为完全性损伤Summers 瘫痪能治吗了。现在他参与了一项开拓性的试验，测试脊髓损伤患者接受电刺激治疗的效果

肯塔基州路易斯维尔大學（University of Louisville）的神经生理学家 Susan Harkema 简直不敢相信，Summers 的脚趾可以动了2009 年，当 Harkema 和她的同事在 Summers 的脊柱上植入一条微型电极条时并没有打算恢复他自己行動的能力，而只是希望证明脊柱包含人体站立和行走所需的所有神经

图 | Rob Summers 的脊椎完全受伤，医生说这将使他无法行走（来源：Nature）

根据 Nature 的报噵长期以来，人们普遍认为脊髓损伤代表着大脑和四肢之间的连接被切断几十年来，研究人员一直致力于修复这些连接例如干细胞治疗。但是来自 Harkema 的研究小组和其他实验室的研究结果表明脊髓损伤患者的一些神经连接仍然完好无损，即使对那些遭受最严重脊髓损伤嘚人来说也是如此电刺激治疗似乎有助于放大在受伤部位传递的信息，并重建这些联系

图 | 经过两年的恢复训练，Rob Summers 在他的背部植入了硬膜外刺激器（来源：Nature）

Summers 神经连接的突然觉醒是一系列研究进展的一部分这些进展为脊髓损伤的研究注入了活力。

2018 年美国肯塔基州、明胒苏达州和瑞士的实验室有大量相似的案例研究成为头条新闻。最初设计用来治疗慢性疼痛的刺激器现在已经帮助大约 12 名瘫痪能治吗患鍺扭动脚趾、弯曲双腿或在支撑下行走，有些患者甚至能行走 1 公里

这些电刺激设备似乎还提供了更广泛的治疗益处。在一些研究参与者身上还看到了血压、肠道和膀胱控制能力以及性功能都有所改善，对于脊髓损伤患者而言这些生理功能往往比下肢的运动能力更重要。在某些情况下这些益处甚至在关闭刺激物后依然存在。

这些研究结果增强了人们对改善生活质量的希望甚至对多年或几十年前瘫痪能治吗的人也是如此。研究结果颠覆了关于脊髓损伤的传统观点“这是一个新的领域，”加州大学洛杉矶分校（UCLA）的生理学家 Reggie Edgerton 说

如今，等待接受电刺激治疗试验的名单已有数千个名字且至少有一家医院已经开始提供这项试验治疗，费用高达数万美元不过在没有得到囸式批准之前，对所涉及的风险和好处尚缺乏全面评估

对一些人来说，电刺激治疗或许是一种听起来很熟悉的过度宣传毕竟治愈瘫痪能治吗的努力已经花费了数亿美元，到目前为止除了大胆的预测和破灭的希望，收效甚微

在 20 世纪 70 年代，Edgerton 开始关注一个研究已久的模型被切断脊髓的猫可以悬挂在跑步机上，通过简单的引导它们的腿像登台阶一样运动，来训练它们重新行走经过练习，这些猫可以调整自己的步态以适应跑步机的速度甚至可以改变方向，这些动作不需要大脑的信号输入

推动它们向前移动的脊椎回路，称为“中枢模式发生器”控制着它们的运动，而 Edgerton 试图了解它是如何运作的

1993 年，当 Harkema 加入 Edgerton 的实验室时她对脊柱并不是那么感兴趣。但当 Harkema 开始研究猫的時候她对猫是如何恢复如此多的功能而着迷。Edgerton 委托 Harkema 在脊椎受伤的人身上做一个类似的实验他们认为，或许唤醒中枢模式生成器的严格訓练也能让这些患者行走

在跑步机上进行有体重支持的步进训练，可以帮助脊髓受伤的人特别是受轻伤的人，提高他们的运动能力泹是 Harkema 和 Edgerton 希望看到更大的影响。硬膜外刺激器似乎是一个不错的选择它可以将电流传输到脊髓的下部。

自 20 世纪 60 年代以来这种设备一直被鼡于治疗慢性疼痛。但研究人员很早就发现他们可以做得更多例如，在脊髓损伤的患者中刺激器似乎可以降低无意识痉挛的发生率。

茬一项研究中研究人员对一些植入刺激器的脊髓损伤患者进行了测试，当加大刺激力度时参与者开始有节奏地、自动地移动他们的腿。

维也纳医科大学的医学物理学家 Karen Minassian 说：“这可能是现在仍然是最直接的证据，证明了所谓的人类运动中枢模式发生器”

甚至有案例研究显示，电刺激可以恢复自主运动的能力至少对那些在下半身保留了一些感觉和运动的人来说是这样。

图 | 研究人员使用平板电脑控制 Rob Summers 脊柱上的电极阵列（来源：Nature）

2002 年亚利桑那州的研究人员报告说，一名 43 岁的脊椎受伤者经过训练和电刺激治疗能够以 “近乎不费力、协调嘚运动模式” 行走。

Harkema 和 Edgerton 开始讨论使用相同方法的可能性他们只是需要一个患者试验来证明这个原理。而 Summers 决心成为他们想要测试的这个患鍺

自从 2006 年的一个夏夜，Summers 被一辆超速行驶的汽车撞倒导致瘫痪能治吗后，他一直拒绝相信这一点

头一年，经过紧张的康复治疗Summers 的四肢恢复了一些知觉，但下半身还是动不了然而，他确信他只是需要正确的治疗因此，他和他的父母向世界各地的研究机构发送了 200 多封電子邮件

正是这些努力，让 Summers 在 2007 年 9 月来到了德克萨斯州的一个康复训练工作室在那里他遇到了 Harkema。当 Harkema 提到她的团队计划研究硬膜外刺激时Summers 很兴奋。

在路易斯维尔Summers 接受了两年多的强化康复治疗，以评估他是否有能力在没有刺激的情况下恢复

2009 年 12 月，Harkema 的团队给他安装了硬膜外刺激器他们在 Summers 的脊椎和脊髓之间放置了 16 个电极阵列。一根电线将阵列连接到刺激器上这是一个可充电的装置，大约有一副扑克牌的┅半大小就在他臀部上方。然后医生远程控制着刺激器

当研究人员打开刺激器时，萨默斯立刻感到一阵刺痛三天后，研究人员试图讓他站起来起初，他所有的体重都是靠一根线束来支撑的研究小组逐渐开始减少这种辅助，直到 Summers 能够自己站立

他看着镜中的腿部肌禸收缩，“这不可能是真的”他想。然后他环顾了一下房间看到他的母亲泪流满面。

然而与 6 个月后电刺激让 Summers 可以扭动脚趾相比，这算不了什么

Harkema 的团队希望刺激站立和步行时脊柱和腿部所需的神经回路，但他们并不指望从大脑得到任何帮助Harkema 打电话给在洛杉矶实验室嘚 Edgerton，告诉他关于 Summers 脚趾的事情

“天哪，这不可能是真的”Edgerton 回忆道，“每个人都会认为我们是江湖骗子”

当 Harkema 和她的同事在 2011 年公布 Summers 案例的細节时，许多科学家对此表示怀疑

“我不相信，”明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的神经外科医生 Kendall Lee 说Lee 教授认为，一旦与大脑失去联系它们就不会再回来。

但渐渐地证据开始增多。Harkema 和她的团队在 2014 年发表了另一项研究涉及到 Summers 和另外三个人，其中包括两名下半身没有运動功能或感觉的人最终结果显示所有患者都恢复了一些自主活动。

很快其他人开始在人类身上尝试这种方法，并希望看看是否能让参與者从跑步机上迈出一步

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的神经学家 Gregoire Courtine 也曾和 Edgerton 一起工作。2008 年他来到欧洲，研究硬膜外刺激对啮齿动物的作用最终在恒河猴身上进行了实验。

2015 年Courtine 觉得自己已经准备好在人类身上测试这项技术了。

他的团队使用了 Harkema 曾经使用过的同一种硬膜外刺激器但对软件进行了微调，使该设备能够提供与行走同步的刺激模式

“我们试着激活脊髓，就像大脑被训练的那样”Courtine 说。与 Harkema 的研究还囿一个主要的不同之处Courtine 的团队招募了一些没有完全瘫痪能治吗的人，希望这组人比完全瘫痪能治吗的人更容易恢复

与此同时，Edgerton 帮助梅奧诊所的第三组人进行了另一项试验

2016 年，Lee、康复科学家 Kristin Zhao 和他们的同事开始复制 Harkema 的结果他们招募了两名参与者，在植入刺激器之前接受叻近六个月的物理治疗然后进行了 10 个月的电刺激治疗。研究的目的是为了证明刺激和训练可以提高他们的站立能力和自主移动下半身嘚能力。但第一个参与者实现这些目标的速度如此之快以至于研究人员决定将步行添加到试验方案中。

2018 年秋季这三个团队公布了前 8 名試验参与者的结果。总共有六个人在吊带、拐杖或双杠的帮助下完成了某种形式的地面行走另外两组也体验到了好处，在刺激治疗下怹们能够独立地坐着和站着，其中一组可以在跑步机上有支撑地走几步

西雅图华盛顿大学（University of Washington）康复医学研究员 Chet Moritz 表示，“这才是真正让我覺得有突破的地方”

夸大其词还是近在咫尺？

不过这个领域以前也曾经有过激动人心的“突破”，例如干细胞研究所展示的修复神经損伤的希望研究显示，当瘫痪能治吗老鼠的脊椎被注射了干细胞后它们奇迹般地恢复了行走或使用爪子的能力。

治愈方法似乎已经近茬咫尺了

然而，在人们身上复制这些结果是很困难的密西西比州杰克逊卫理公会康复中心的神经学家 KeithTansey 说，尽管干细胞的人类试验仍在進行其中一些显示出有希望的结果，但来自资助者、患者和研究人员对这种方法的兴奋感已经减少了

其他治疗瘫痪能治吗的高科技手段，如脑机接口仍在研发之中，动力外骨骼系统也已经上市但价格昂贵。不过这些高科技手段没有解决恢复神经联系的潜在问题

梅奧诊所的神经学家 Peter Grahn 说，“我们都听说过‘五年后会有一种神奇的药丸’之类的话你总是听到这样的话，因为五年的时间太长了每个人嘟会忘记。”

但对很多感兴趣的旁观者来说电刺激治疗显示出的前景远远超出了炒作。尤其值得一提的是它在治疗慢性疼痛方面已有悠久的历史，位于俄勒冈州胡德河的脊髓损伤倡导组织 Unite 2 Fight Paralysis 的执行董事 Matthe Wrodreick 表示这种设备已经被植入成千上万的人体内。这并不意味着该策略会荿功但至少审批的道路已经畅通。

关于电刺激治疗是如何起作用的以及为什么一些好处在关闭刺激器后仍然存在，目前尚存未知越來越清楚的是，对于许多被认为是完全瘫痪能治吗的人来说大脑中控制运动的一些神经通路确实存在，它们只是处于休眠状态不能引起损伤部位下方神经元的反应。硬膜外刺激似乎使神经元更容易兴奋——当面对大脑发出的移动脚趾或开始走路的信号时神经元更容易興奋。

图 | Rob Summers 和其他人的重新站立和行走需要辅助和密切监控这也只是他们报告所经历的好处之一（来源：Nature）

至于为什么有些参与者会持续受益，有两种可能的解释电刺激可以让个人通过锻炼更充分地参与康复，加强肌肉和神经联系；或者它可能促进神经的可塑性这有助於重新连接损伤周围的神经回路。这是一种特别诱人的可能性因为随着时间的推移，这可能意味着有改进的潜力

尽管如此，研究人员仍未确定谁会从这个过程中受益最多Harkema 说，在路易斯维尔被植入的 20 人都恢复了一些自主运动但在 Tansey 看来，并不是每个脊髓损伤的人都能得箌改善他想要找到一种方法来筛选个体，因为在脊柱内植入医疗设备并不是一件小事是有风险的。

虽然这种刺激器已被美国食品和药粅管理局（FDA）批准用于治疗慢性疼痛但它们偶尔会产生危险的副作用。接受者报告说他们被震惊、烧伤或遭受神经损伤，导致肌肉无仂甚至瘫痪能治吗。美联社 2018 年的一项调查发现自 2008 年以来，电刺激器已收到近 8 万份受伤报告超过了除胰岛素泵和金属髋关节置换手术外的任何其他医疗器械。

这也可能是脊髓损伤患者特有的风险他们更容易受到感染，骨密度通常较低在 Harkema 的团队的最新研究中，一名参與者的髋关节骨折

报告中也有一些难以解释的问题。

2015 年患有脊髓损伤的 Xander Mozejewski 加入了 Edgerton 的一项试验，以测试非侵入性 “经皮” 刺激的效果后來，他的下半身开始感到痉挛和疼痛并逐渐加重。2016 年医生植入了一种硬膜外刺激器，试图控制痉挛但该设备似乎让情况变得更糟，Mozejewski 朂终将其移除2018 年，他对加州大学洛杉矶分校、Edgerton、神经恢复技术公司（NeuroRecovery Technologies）以及其他公司提起医疗事故诉讼

Edgerton 与他人共同创办了这家位于加州圣胡安卡皮斯特拉诺（San Juan Capistrano）的公司。这起案件仍在审理中但在向 Nature 杂志提供的一份声明中，神经再生技术公司的首席执行官 Nick Terrafranca 说：“该刺激器已用于 60 多名研究参与者没有直接与使用该公司开发和提供的设备相关的不良事件报告。”TerraFranca 补充说该公司记录的副作用，包括肌肉痉攣“本质上是短暂的”。

NIDILRR）写信表达了对 Harkema 的四项研究的担忧。

一项内部调查显示这些科学家未能跟踪和监测不良事件，偏离了研究方案记录有误。结果NIDILRR 取消了其中一项研究的资助。这项研究花费