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電刺激為什么能讓癱瘓者重新行走?
原理剛被破譯,且目前已有應用,3 位完全癱瘓受試者,經短短數月治療,只需助行器就能撐起自身重量并行走。
該成果來自瑞士洛桑聯邦理工學院一個神經科學研究團隊。
他們發現了脊髓里一個神經元亞群,連接著運動和感覺神經元細胞。通過用電刺激該部分,結合強化訓練,他們已經達成不俗的治療效果。
該研究相關報道這兩天已登上 Nature 網站頭條。
研究脊髓損傷的神經學家評價此成果:
它給脊髓損傷患者帶來的希望之大,簡直令人難以置信。
那么,研究者如何發現其中原理的?
一起來看看。
連接感覺與運動的神經元
事實上,早在 2018 年該團隊就發現了電刺激能治療下半身行動不便的患者。
當時,他們依靠硬膜外電刺激 ( EES ) 技術,將電脈沖傳導到脊柱神經,再結合強化訓練,讓運動麻痹、腿部知覺微小的患者實現了獨立行走或借助工具的行走。
但是,關于該方式為什么能幫助患者康復?原理尚未揭開。
這回,研究者以小鼠為實驗對象,測量了它們脊髓組織樣本中數千個單神經元活動情況。
有意思的是,電刺激下,經治療的活躍神經元數量在減少,如下圖 g 與 i 的 EES*REHAB 部分,反而是脊髓受損下(SCI — EES 樣本),部分神經元細胞表現更活躍:
由此,研究者認為有一部分神經元專門負責受損狀態下的工作,而在健康狀態下,保持靜默。
接下來,科學家應用 UMAP 降維算法,以可視化方式從 36 個神經元亞群中鎖定 5 個與本次研究有關的亞群,并鎖定它們的位置。
通過觀察 EES 電刺激及治療前后的神經元響應情況,研究者確定了一個興奮性中間神經元亞群:
針對該亞群,研究者進一步觀察其特征。
在脊髓受損下,他們使該部分神經元失活,即便使用電刺激治療也無法讓受傷小鼠恢復行走,見下圖紅色樣本表現。
這證明了該部分對小鼠恢復行動能力起著關鍵作用。
反之,如果激活該部分神經元,即便不施加 EES 電刺激,脊髓受損的小鼠行動力依然有所恢復,見下圖紅色樣本:
值得一提的是,研究者又在健康小鼠身上實驗,當使得這部分神經元亞群失活,小鼠行走并未受到影響,這說明了該部分神經元僅與脊髓受損后行動力恢復有關。
更進一步,研究者邀請 9 名脊髓損傷的人類受試者參與恢復治療實驗,其中有 3 人完全癱瘓,在歷經 5 個月治療后,行動力均有上升。起碼,他們都能做到在輔助裝置幫助下的獨立行走。
關于未來規劃,研究者稱他們已經在用電刺激方法幫助猴子恢復手臂運動和握力,探索更多運動能力喪失的治療。
另一方面,他們認為,此項研究還能用于探究和改善人體膀胱腸道控制、性功能喪失問題。
團隊介紹
最后認識一下團隊成員。
Claudia Kathe、Michael A. Skinnider、Thomas H. Hutson 三人對論文有同等貢獻,均來自瑞士聯邦理工學院的生命科學學院 NeuroX 研究所和大腦思維研究所。
本文指導老師為 Gr é goire Courtine 教授。
他在該領域深耕多年,2018 年的成功治療研究也由這位科學家主導。
此外,Gr é goire Courtine 還成立了一家總部位于荷蘭的初創公司 ONWARD,著手將神經科學研究的成果進行商業轉化。
電刺激讓癱瘓者重新行走原理找到了:3 人已治療成功 江水驚龍騰虎躍天動地茫茫10. 記憶是一朵浸泡在水里的白色含笑,盈盈地沾了滿把的水分,只是輕輕地觸碰,枯澀就這樣肆無忌憚地溢上來,措手不及。人們為什么選擇生活在城市的原因是因為城市的生活更方便、更多彩。42.知之為知之,不知為不知,是知也。 天邊金掌露成霜,云隨雁字長?!【G杯紅袖趁重陽,人情似故鄉。035柳宗元:溪居脊髓損傷,癱瘓,研究所,科學研究,康復While this may be true in some cases, it is equally possible that only companies with products that are already best - sellers can afford the higher ad rates that popular shows demand. |