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實。如今，科學家已經確定了對脊髓受損小鼠“起作用”的神經細胞群，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神經科學家Sarah Mondello表示，這項研究“終于找到了康復的重要因素”。

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

雪莉·瑞恩康復研究所的臨床醫生Arun Jayaraman表示，這種所謂的硬膜外電刺激是“為數不多表現出顯著變化的技術進步之一”。

但無論醫生還是科學家，都不清楚這種方法的作用機制。

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

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，這些人的脊髓表現出比以前更少的活動。這表明，可能只有一部分神經元在電刺激過程中被激活，以幫助患者康復。

為了更好地了解到底發生了什么，研究小組重復了這項研究，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細胞群中的哪些基因被激活，并根據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過程中哪些神經細胞群是最重要的。相關論文11月9日發表于《自然》。

研究小組表示，小鼠脊髓中，一個特定神經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。

為了驗證這些神經元對恢復的重要性，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。研究小組發現，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至關重要。

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

“除了負責恢復行走的神經元外，這一發現還可以指導研究人員尋找有助于恢復其他功能的神經元類型。”Mondello說。

“這項工作可以幫助醫生在進行硬膜外電刺激時更好瞄準正確的神經。”Jayaraman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。”

目前尚不清楚這種方法是否會產生副作用，以及它能持續多久。

相關論文信息：

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》）