《Nature Medicine 》脊髓刺激立竿见影改善中风后手臂活动能力

　　匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的研究人员在《Nature Medicine》杂志上发表报告称，一种能够刺激脊髓的神经技术可以立即改善手臂和手的活动能力。这一突破可以使中度至重度中风患者的日常活动更容易进行，从而极大地造福于他们。

　　

匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的研究人员今天(2023年2月20日)在《Nature Medicine》杂志上报告说，一种刺激脊髓的神经技术可以立即改善手臂和手的活动能力，使受中度至重度中风影响的人更容易进行正常的日常活动。

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匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的研究人员通过对脊髓进行电刺激，帮助严重中风患者恢复手臂和手的运动。沿着颈部植入一对类似意大利面条的细金属电极，与完整的神经回路相连，使中风患者能够完全张开和闭合他们的拳头，将手臂举过头顶，或者多年来首次使用刀叉切一块牛排。参与者被指示通过抓住并举起一个障碍物，将小立方体物体从盒子的一边移动到另一边。在有刺激的情况下，参与者的表现始终更好;在植入后的第17天，当刺激停止时，她转移的阻断数量增加了一倍多。她的分数从没有刺激时的6格增加到刺激时的14格。

“我们发现，对特定脊髓区域的电刺激可以使患者以没有刺激无法做到的方式移动他们的手臂。也许更有趣的是，我们发现在使用几周后，当刺激关闭时，其中一些改善仍然存在，这为中风治疗的未来指明了令人兴奋的道路，”皮特大学神经外科助理教授、通讯和共同资深作者Marco Capogrosso博士说。“得益于多年的临床前研究，我们已经开发出一种实用、易于使用的刺激方案，适应了现有的FDA批准的临床技术，可以很容易地转化为医院，并迅速从实验室转移到临床。”

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说到中风，医生们预测了一个严峻的未来:在全球范围内，25岁以上的成年人中，有四分之一的人一生中会患中风，其中75%的人会在手臂和手的运动控制方面存在长期缺陷，严重限制了他们的身体自主权。

目前，没有有效的治疗方法可以治疗所谓的中风慢性阶段的瘫痪，该阶段在中风事件发生后大约六个月开始。研究人员说，这项新技术有可能为那些原本被认为是永久性残疾的人带来希望。

“为中风后受运动障碍影响的人创造有效的神经康复解决方案变得越来越紧迫，”皮特大学物理医学和康复助理教授、资深合著者Elvira Pirondini博士说。“即使是中风导致的轻微缺陷也会使人与社交和职业生活隔离，变得非常虚弱，手臂和手部的运动障碍尤其费力，阻碍了简单的日常活动，如写作、吃饭和穿衣。”

脊髓刺激技术使用一组放置在脊髓表面的电极来传递电流脉冲，从而激活脊髓内的神经细胞。这项技术已经被用于治疗高级持续性疼痛。此外，世界各地的多个研究小组已经表明，脊髓刺激可以用于脊髓损伤后恢复腿部运动。但是，人手独特的灵活性，加上肩膀处手臂的大范围运动，以及控制手臂和手的神经信号的复杂性，都增加了一系列更高的挑战。脊髓刺激能够同时达到、前臂旋后和抓取，允许一名参与者到达、抓取和举起汤罐。没有刺激，前臂旋前和旋后是不可能的。

经过多年广泛的临床前研究，包括计算机建模和在患有部分手臂瘫痪的猕猴身上进行动物测试，研究人员被允许在人类身上测试这种优化的疗法。

卡内基梅隆大学神经科学研究所机械工程教授道Douglas Weber博士说:“来自手臂和手的感觉神经向控制四肢肌肉的脊髓运动神经元发送信号。通过刺激这些感觉神经，我们可以放大因中风而减弱的肌肉的活动。重要的是，患者可以完全控制自己的动作:只有当患者试图移动时，刺激才会起到辅助作用，并加强肌肉的激活。”在针对个别患者的一系列测试中，刺激使参与者能够执行不同复杂程度的任务，从移动空心金属圆筒到抓取常见的家庭物品，比如一罐汤，再到打开锁。临床评估表明，针对颈神经根的刺激可以立即改善手臂和手的力量、活动范围和功能。

脊髓刺激增强了精细运动技能，比如操纵餐具独立进食。

出乎意料的是，刺激的效果似乎比科学家最初想象的更持久，甚至在移除设备后仍然持续，这表明它既可以用作上肢恢复的辅助方法，也可以用作恢复方法。事实上，刺激的直接效果使高强度体育训练成为可能，反过来，在没有刺激的情况下，可能会导致更强的长期改善。 

展望未来，研究人员继续招募更多的试验参与者，以了解哪些中风患者可以从这种治疗中受益最多，以及如何针对不同的严重程度优化刺激方案。

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