脊髓损伤:脑和神经刺激能恢复运动吗?

1999年，医学博士杰森·卡梅尔(Jason Carmel)是哥伦比亚大学医学院二年级的学生，他的双胞胎兄弟脊髓受伤，胸部以下瘫痪，双手活动受限。

杰森·卡梅尔的生活也在那一天发生了改变。他哥哥的受伤最终使卡梅尔成为了一名神经学家和神经科学家，他的目标是开发新的治疗方法来恢复瘫痪患者的运动能力。

现在，神经刺激卡梅尔在哥伦比亚大学开发的一种疗法在动物实验中显示出了希望，最终可能会用于人类脊髓损伤让他们的手臂恢复功能。

哥伦比亚大学和纽约长老会医院的神经学家卡梅尔说:“这种刺激技术针对的是受伤后幸存的神经系统连接，使它们能够接管一些失去的功能。”

近年来，一些备受瞩目的脊髓电刺激研究已经让一些不完全瘫痪的人开始站立并重新迈步。

卡梅尔的方法是不同的，因为它的目标是手臂和手，因为它把大脑和脊髓刺激,电刺激刺激大脑，然后刺激脊髓。他说:“当两种信号在脊髓水平上汇聚时，在大约10毫秒内，我们得到了最强的效果，这种组合似乎使脊髓中剩余的连接能够控制。”

在他的最新研究中，卡梅尔在中度脊髓损伤的大鼠身上测试了他的技术——脊髓联合可塑性(SCAP)。损伤后10天，大鼠随机接受30分钟的SCAP 10天或假刺激。在研究期结束时，接受针对手臂的SCAP的大鼠在处理食物方面明显更好对照组他的反应也接近正常。

卡梅尔说:“只要进行了测量，功能和生理上的改善就会持续50天。”

该研究结果最近发表在该杂志上大脑，表明SCAP导致突触(神经元之间的连接)或神经元本身发生持久的变化。卡梅尔说:“成对的信号基本上模拟了正常的感觉-运动整合，需要结合在一起才能完成熟练的运动。”

从老鼠到人类

如果同样的技术也适用于脊髓损伤的人，病人就能重新获得他们在损伤中失去的东西:独立性。许多脊髓刺激研究的重点是走路，但“如果你问颈椎脊髓损伤的人，他们想要恢复什么运动，他们会说手和手臂的功能，”卡梅尔说。“手和手臂的功能让人们更加独立，比如从床上搬到轮椅上，或者自己穿衣吃饭。”

Carmel现在正在测试SCAP脊髓受伤哥伦比亚大学、康奈尔大学和弗吉尼亚州布朗克斯医疗系统的患者参加了由国家神经疾病和中风研究所赞助的临床试验。这种刺激可以在临床手术中进行，也可以是非侵入性的，使用对大脑的磁刺激和对颈部前后皮肤的刺激。这两种技术都是在临床环境中常规执行的，并且已知是安全的。

在试验中，研究人员希望更多地了解SCAP是如何工作的，以及信号的时间和强度是如何影响手指和手的运动反应的。这将为未来测试该技术有效改善手部和手臂功能的能力奠定基础。

展望未来，研究人员认为这种方法可以用于改善下半身瘫痪患者的运动和感觉。

与此同时，杰森·卡梅尔(Jason Carmel)的双胞胎正在工作、结婚，并抚养自己的双胞胎。卡梅尔说:“他的生活很充实，但我希望我们能让他和其他有类似伤病的人恢复更多的功能。”