2月21日，《自然-醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）發(fā)表一項題為《Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis》的臨床研究報告稱，脊髓刺激（SCS）或可成為一種中風(fēng)后恢復(fù)上肢活力的康復(fù)方法。

研究指出，由于當(dāng)前神經(jīng)康復(fù)方法有限，發(fā)生中風(fēng)后，有近3/4的人長期存在上肢運動控制障礙。而硬膜外電刺激（epidural electrical stimulation）是一種臨床上批準(zhǔn)的技術(shù)，它可以通過電刺激脊髓，來促進脊髓損傷患者的腿部運動功能恢復(fù)。硬膜外電刺激能用于恢復(fù)中風(fēng)患者的上肢能力嗎？目前還少有專家對此進行探究。

美國匹茲堡大學(xué)（University of Pittsburgh）教授Marc P. Powell和同事針對控制上肢的神經(jīng)回路，為兩名患有中風(fēng)后慢性上肢肌力不足患者（女性，分別為31歲和47歲）的頸脊髓植入了SCS電極。

該試驗為兩名患有中風(fēng)后慢性上肢肌力不足患者的頸脊髓植入了SCS電極。圖片來源：Nature Medicine

讓中風(fēng)患者逐漸動起來

29天后，結(jié)果顯示，持續(xù)的硬膜外電刺激改善了患者上肢的諸如力量、靈活性等運動能力。還使其獲得了精細運動技能，如開鎖和操作餐具、獨立進食等，而有一名患者已有9年無法完成這些任務(wù)。研究還表明，在停止刺激4周后患者上肢能力依然沒有衰退。

兩名患者中，SCS01是一名31歲的女性，九年前因血管海綿狀畸形（指血管異常，可能會引起一系列神經(jīng)系統(tǒng)問題），導(dǎo)致右側(cè)丘腦出血性卒中（出血性腦卒中的一種類型，發(fā)生在大腦右側(cè)的丘腦區(qū)域）。SCS01的損傷局限在腦部的內(nèi)囊、中腦和橋腦。

SCS02是一名47歲的女性，三年前因右側(cè)頸動脈夾層（頸動脈內(nèi)膜和中膜之間，或中膜和外膜之間發(fā)生的裂隙），導(dǎo)致右中動脈（MCA）缺血性卒中，進而使得MCA領(lǐng)域大面積梗死。SCS02的損傷范圍更大，影響了右半球的輻束冠（大腦白質(zhì)的一部分，由來自腦皮質(zhì)的神經(jīng)纖維組成，負責(zé)連接大腦的不同區(qū)域）。

研究進一步解釋，在這兩種情況下，CST（中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的錐體束）的廣泛損傷導(dǎo)致了慢性上肢障礙。試驗通過計算FA對稱性得分（FAS，一種用于評估白質(zhì)完整性的量化指標(biāo)。計算得分范圍通常在0~1，其中0表示完全受損，1表示白質(zhì)完全正常），來比較損傷半球和未損傷半球之間的相對白質(zhì)完整性。發(fā)現(xiàn)SCS01的FAS = 0.17，SCS02的FAS = 0.35。這表明兩位參與者CST的單側(cè)損傷較嚴(yán)重。

研究人員在參與者頸椎C3和胸椎T1的脊神經(jīng)根附近植入了兩根線性導(dǎo)管，數(shù)據(jù)顯示，在實現(xiàn)肌肉收縮方面，患者頭端接觸的單極刺激引起了肩部和斜方肌的活動，而尾端接觸則牽動了內(nèi)在手部肌肉的互動。在SCS能否增加肌肉力量方面，研究通過對照試驗發(fā)現(xiàn)，SCS01在肩膀和肘部持續(xù)增加了等長收縮和伸展的力量。相比不提供SCS，當(dāng)提供SCS時，SCS01肘部的平均扭矩增加了一倍以上（第9天：9.8 vs. 22.0 Nm（一種國際單位制中的力矩單位）；第23天：11.6 vs. 24.6 Nm）。SCS02在此方面也同樣體現(xiàn)出改善。

在肌肉靈敏性方面，研究表示，在刺激作用下患者們的上肢運動明顯更加平穩(wěn)。SCS01被要求朝著不同的目標(biāo)伸手，以最大化實現(xiàn)肘部的主動伸展。研究人員同樣在對照試驗（提供SCS vs. 不提供SCS）中發(fā)現(xiàn)，抓取左目標(biāo)時，SCS01的速度峰值減少了34%，抓取右目標(biāo)時減少了47%。

由于SCS02受傷更嚴(yán)重，她執(zhí)行了一個更簡單的任務(wù)，即被要求伸手觸及三條水平線中最遠的一條（線之間間隔10厘米）。在沒有刺激的情況下，SCS02從未達到那條最遠的線，但在有刺激的情況下，她每次都能在試驗中到達最遠的線。這反映在肘部運動角度上，刺激下SCS02上的肘部運動角度增加了23度，最大到達距離增加了7.8厘米，總運動時間縮短了37%。與SCS01一樣，在刺激期間，她的運動也更加平穩(wěn)（速度峰值減少了20%），且軌跡方差和總路徑長度也得到了顯著改善。

“大腦—纖維感覺沖動—運動神經(jīng)元—肌肉”路徑

關(guān)于這些效果是如何實現(xiàn)的，在北京時間2月15日22時舉行的針對該研究的線上新聞發(fā)布會“Nature Medicine press briefing”上，此次試驗專家之一、美國匹茲堡大學(xué)助理教授Marco Capogrosso 解釋道：“我們的大腦并非直接向肌肉發(fā)送信號，它會首先向位于脊髓中的細胞發(fā)送信號，這些細胞接收到信號后，再讓肌肉運動。中風(fēng)使得大部分脊髓細胞‘失靈’了?！?/p>

“所以來自大腦的輸入信號很弱，而且即使這些神經(jīng)元接收到強大的信號，這些信號仍然會被視為噪音。那么，我們?nèi)绾胃倪M這種情況，讓這些信號再次被感應(yīng)到呢？我們的想法是，不要從大腦入手，而是從脊髓入手，找到一個可替代的捷徑。這樣，我們就可以增加脊髓中細胞對弱信號的接收能力，同時過濾掉噪音，讓他們更好地‘聽到’這些信號。”Marco Capogrosso表示。

Marco Capogrosso接著解釋：“具體來說，我們發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)有一種纖維叫做‘感覺沖動’，這些神經(jīng)元通常被大腦用來感知運動，它們直接連接到肌肉。更重要的是，它們直接連接到主控肌肉運動的運動神經(jīng)元。因此我們決定刺激這些感覺神經(jīng)，如此一來，即使來自大腦的信號很弱，這些運動神經(jīng)元也能很好地接收到任何信息。總體來看，我們的路徑就是‘大腦—纖維感覺沖動—運動神經(jīng)元—肌肉’。我們從神經(jīng)外科學(xué)出發(fā)，旨在直接針對這些神經(jīng)元，為其感知和傳輸信號提供更多方式。”

另一位研究專家、美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University）教授Douglas Weber也在會上表示：“它的確為中風(fēng)患者提供了一種新方式，即我們?yōu)榛颊咛峁┝艘粋€永久機會，此前我們總認(rèn)為中風(fēng)治療必須在諸如6個月之類的一定時間內(nèi)進行，此后患者要么變得更好，要么沒有變化。而新療法顯示，患者將擁有一個永久植入系統(tǒng)，即使在他們絕望時，也有恢復(fù)的機會?！?/p>

“不過，我們的研究只邀請了兩名參與者，還需在較大隊列中進行進一步研究，以驗證這一方法的安全性和有效性?！盌ouglas Weber說道。

來源：澎湃新聞