在测试中,电击脊柱可以帮助中风幸存者活动手臂
![In this photo provided by UPMC and Pitt Health Sciences, neurosurgeon Dr. Peter Gerszten tells study participant Heather Rendulic how electrodes will be implanted on her spinal cord at UPMC Presbyterian in Pittsburgh on May 7, 2021. A stroke left Rendulic with little use of her left hand and arm, so she volunteered for a first-of-its-kind experiment that stimulates her spinal cord in spots that control upper limb motion. Credit: Tim Betler/UPMC and Pitt Health Sciences via AP 在测试中,电击脊柱可以帮助中风幸存者活动手臂](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/in-test-zaps-to-spine.jpg)
中风使希瑟·伦杜利克的左手和手臂几乎无法使用,一些日常工作,如系鞋带或切食物,都无法完成。
“我单手生活在一个双手的世界里,你不知道你需要两只手做多少事情,直到你只有一只好手,”这位匹兹堡女子告诉美联社。
因此,Rendulic自愿参加了一项史无前例的实验:研究人员植入了一种可以电击她的设备脊髓在控制的地方手还有手臂的运动。当他们打开它时,她可以抓住和操纵物体——移动汤罐,打开锁,在四周的研究结束时,她可以自己切牛排。
这并不是一种治愈方法——在科学家移除临时植入物后,这种改善就结束了——而且试点研究只包括Rendulic和另一位中风幸存者。但周一公布的初步结果标志着,有一天,这种极其常见的瘫痪症又向恢复行动能力迈出了一步。
“他们得到的不仅仅是闪烁的运动信号。他们得到了一些重要的东西,”哥伦比亚大学神经学家杰森·卡梅尔博士说,他没有参与这项新实验,但他也在研究恢复上肢功能的方法。“这是一个非常令人兴奋的概念证明。”
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仅在美国,每年就有近80万人中风。即使经过几个月的康复治疗,超过一半的人的手臂和手的功能仍会永久受损肌肉无力瘫痪。
多个研究小组的实验发现,植入电极刺激脊柱下部,有望使脊髓损伤后瘫痪的人恢复腿部和足部运动——有些人甚至已经采取了行动。
但上肢瘫痪很少受到关注,而且本质上更具挑战性。大脑必须向控制肩膀如何抬起、手腕如何转动和手如何弯曲的多根神经发出信号。中风损伤使这些信息更难传递。
匹兹堡大学助理教授马可·卡波格罗索和卡内基梅隆大学的同事共同领导了这项新研究,他说:“人们仍然保留着这种联系,只是还不足以让他们行动起来。”“这些信息比正常情况弱。”
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他的想法是:刺激相关神经细胞的通路,这样它们就能更好地感知和接收大脑的信号微弱的信号。
“我们没有绕过他们的控制。我们正在增强他们活动自己手臂的能力。”
研究人员转向了意大利面条线大小的植入物,这种植入物已经被用于刺激脊椎治疗慢性疼痛。植入物携带了放置在脊髓表面的电极,将电脉冲传递给目标神经细胞——用于手和手臂控制的神经细胞位于脊柱颈部区域。
研究人员周一在该杂志上报告称,一旦刺激器打开,Rendulic和另一名受损更严重的志愿者可以更好地活动,到研究结束时,他们的肌肉力量、灵活性和活动范围都有所改善自然医学。令人惊讶的是,两名参与者在移除植入物后大约一个月都保持了一些改善。
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现年33岁的Rendulic自20多岁时中风以来,第一次能完成一些精细运动任务。那次异常年轻的中风是由她大脑内血管薄弱导致的,最初使她的整个左侧瘫痪。她学会了再次走路,但除了那四周的脊髓刺激,她不能完全张开左手或完全举起手臂。
Rendulic说:“你会觉得你的大脑和手臂之间有一道屏障。但有了刺激,“我马上就能感觉到,哦,我的胳膊和手还在那里。”
另外两位研究人员帮助开展了刺激人们下肢的实验脊髓损伤现在尝试这项技术治疗中风是合乎逻辑的。
梅奥诊所助理教授彼得·格拉恩说,虽然还需要更大规模、更长期的研究,但新的结果“真的很有希望”。
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在UPMC和皮特健康科学公司提供的这张照片中,研究参与者Heather Rendulic准备于2021年5月24日在匹兹堡大学康复神经工程实验室抓住并移动一罐汤。中风使Rendulic的左手和手臂几乎无法使用,所以她自愿参加了一项史无前例的实验,刺激她控制上肢运动的脊髓。来源:蒂姆·贝特勒/UPMC和皮特健康科学 -
在UPMC和皮特健康科学公司提供的这张照片中,研究参与者希瑟·伦德里克(Heather Rendulic)于2021年6月6日在匹兹堡的皮特康复神经工程实验室切了一块牛排并吃了起来,这是她自2012年从一系列中风中康复以来的第一次。中风使Rendulic的左手和手臂几乎无法使用,所以她自愿参加了一项史无前例的实验,刺激她控制上肢运动的脊髓。来源:蒂姆·贝特勒/UPMC和皮特健康科学
路易斯维尔大学(University of Louisville)教授苏珊·哈克玛(Susan Harkema)补充说,科学家们从对下肢的研究中了解到,“损伤发生在哪里并不重要,无论是大脑损伤还是脊髓损伤。”“针对人类脊髓回路的研究潜力很大。”
在美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的资助下,卡波格罗索正在更多国家研究这种方法中风幸存者。研究人员还成立了一家公司来进一步开发这项技术。
更多信息:Marco Capogrosso,颈脊髓硬膜外刺激治疗中风后上肢麻痹,自然医学(2023)。DOI: 10.1038 / s41591 - 022 - 02202 - 6。www.nature.com/articles/s41591 - 022 - 02202 - 6
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