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「Nature自然科研」颠覆性技术让瘫痪人士重新站起来( 二 )


对有些人来说 ， 这股风头有点似曾相识 。 治愈瘫痪的研究已经投入了几亿美元 ， 但人们等来的却是大胆的预测和希望的破灭 。 演员克里斯托弗·里夫是最有名的脊髓损伤患者之一 ， 他曾坚信干细胞这一新兴领域会让他重新迈步 。 2001年 ， 里夫逝世三年前 ， 他在采访中说：“我知道我的病肯定能治好的 。 ”然而 ， 近20年过去了 ， 这些治愈的承诺依然无法兑现 。
美国卫理公会康复中心的神经学家Keith Tansey说 ， 整个领域正处在重要关口 ， 大家都想知道如何才能把这种听来不可思议的结果转化成切实可行的疗法 。 对于电刺激的起效方式 ， 研究人员依旧没有摸透 。 他说：“需要钻研的东西还有很多 ， 我们不应该去想自己在《时代》封面上的形象怎么样 ， 而是要想是否能切实帮到那些患者 。 ”
“中枢模式发生器”
Summers动脚趾的故事 ， 要从跑步机上的猫说起 。
上世纪70年代 ， Edgerton开始研究一个用于理解运动的经典模型 。 研究人员将脊髓被切断的猫悬吊在跑步机上 ， 指导它们一步一步地踏步 ， 之后这些猫就能在训练后重新行走 。 经过练习 ， 这些猫还能调整步态 ， 跟上跑步机的速度 ， 甚至可以调换方向——所有这些行为都不需要来自大脑的信号输入 。 实际上 ， 是一种名为“中枢模式发生器”的脊椎环路在帮助它们前进 。 这种环路可以控制行动 ， 而Edgerton的目标就是找到其中的原理 。
1993年 ， Harkema加入了Edgerton的实验室 ， 当时的她对脊椎并不十分感兴趣 ， 她说自己选择加州大学洛杉矶分校的原因只是因为那里的气候 。 可是后来 ， 当Harkema开始研究这些猫时 ， 她惊诧于它们居然可以恢复如此多的能力 。 Edgerton让Harkema在脊髓损伤人类中开展类似实验 。 也许 ， 唤醒中枢模式发生器的特定训练 ， 也能让这些人重新走路 。
这种想法在一定程度上奏效了 。 在有体重支撑的跑步机上进行迈步训练 ， 确实可以帮助脊髓损伤人士提高运动能力 ， 尤其是受伤程度不深的人 。 但Harkema和Edgerton还想看到更多的效果 。 他们想到了一个不错的选择——能向脊髓下端传递电流的硬膜外刺激器 。
从上世纪60年代开始 ， 这种装置一直被用来治疗长期疼痛 。 但早期证据显示 ， 这些刺激器的用处远不止于此 。 比如 ， 用于脊髓损伤人士时 ， 刺激器似乎还能减少不随意痉挛的发生 。 在一项研究中1 ， 研究人员对植入刺激器以防不随意痉挛的脊髓损伤患者进行了观察 。 当刺激上调时 ， 患者腿部会开始有节奏地自动运动 。 维也纳医科大学的医学物理学家Karen Minassian说：“迄今为止 ， 这些可能依然是证明人体中有一个控制运动的中枢模式发生器的最直接证据 。 ”另有些案例研究2显示 ， 这种刺激至少可以让不完全损伤人士恢复随意运动的能力 。 不完全损伤患者的下半身保留了部分感知和运动能力 。
「Nature自然科研」颠覆性技术让瘫痪人士重新站起来
本文插图
研究人员用平板电脑控制Rob Sumeers脊椎内的电极阵列 。 来源：Luke Sharrett
2002年 ， 亚利桑那州的研究人员报道了一项研究 ， 他们让一名43岁的脊椎损伤男子悬吊在跑步机上 ， 同时刺激他的脊椎3 。 这名男子也属于不完全脊髓损伤 。 作者写道 ， 在训练和刺激后 ， 这名男子能以“几乎不费力且协调的运动方式”行走 。
Harkema和Edgerton开始探讨采用相同方法的可能性 。 为了证明这个原理 ， 他们需要一名测试对象 ， 而Summers坚信自己是他们的不二人选 。
重新站起来
2006年夏天 ， Rob Summers还在是一名生龙活虎的棒球运动员 。 他是俄勒冈州立大学海狸队的一名投手 ， 因为髋关节受伤刚刚错过了大学世界大赛锦标赛 。 为此 ， 他刻苦训练 ， 盼望能参加下一季的比赛 。 一天晚上 ， 他去车里拿健身包 ， 只听一辆车正极速向他驶来 ， 刚看了一眼车灯 ， 他整个人就被撞飞了出去 ， 肇事车辆随后迅速逃逸 。 Summers倒在马路上血流不止 ， 但直到第二天早上才被邻居发现 。


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