陈根：电刺激神经元，帮助瘫痪患者迈出行走的第一步

文/陈根

严重的脊髓损伤（SCI）影响患者的各项功能，虽然位于腰脊髓的神经元不会因损伤而直接受损，当脊髓受到严重的损伤时，这个组织精妙的交流系统就会被打乱，从大脑和脑干通向腰椎脊髓的通路也会被中断，结果就是永久性瘫痪。

过去，由脊髓损伤导致的瘫痪是永久性、不可逆转的。但现在，这种情况可能会发生改变。2022年，一篇发表在《自然》杂志的研究中，一个国际研究团队报告称，因脊髓损伤而瘫痪的患者，在控制腿部运动的区域接受了有针对性的硬膜外电刺激后，能够恢复部分运动功能。

他们在9名患者身上证明了这种疗法的有效性，并且还证明了在神经康复过程结束和关闭电刺激后，患者的运动功能也得到了改善。实际上，EES是50多年前就发展起来的一种止痛方法，它需要在肌肉和骨骼下，在脊髓硬膜上方，植入含有多个电极的柔片。电极传递的电流可以激活脊髓附近的神经元，以及出入脊髓的神经元通路。

研究团队还发现了能增强康复效果的神经元。与直觉相反的是，如果启动人体内的EES，刺激位点的神经细胞活动反而会减少。

首先，研究团队用小鼠模拟了整个治疗过程——从受伤到电刺激再到利用辅助稳定性的机器人进行训练。最终结果与人体试验的结果相似。

接下来，研究团队测量了小鼠脊髓组织样本中数千个个体神经元的基因活性，并在此基础上绘制了下脊髓神经细胞类型的超详细图谱。他们随后再用一个机器学习算法寻找在EES辅助康复准备阶段出现基因活性变化的小鼠神经元，且这些变化需要与人类受试者行走能力中观察到的改变一致。

法发现有一个兴奋性中间神经元亚群似乎符合条件，兴奋性中间神经元是连接运动神经元和感觉神经元的神经细胞。当研究团队使受伤小鼠的这些细胞沉默时，他们发现EES便不再能帮助受伤小鼠行走。

对于神经科学家来说，了解每个神经元在行走时中所扮演的具体角色是至关重要的。这或许就是在未来的一天，让瘫痪患者向完全恢复行走迈出的重要一步 。