Jered Chinnock在協(xié)助下站立（圖片來源：梅奧診所）

來源：環(huán)球科學微信公眾號

撰文|李曉慧

“‘抬腿、踢腳，抬腿、踢腳……’當我每走出一步，我都在心理默念?！边@是Jered Chinnock近年康復訓練的一部分。

2013年2月的一次意外事故讓Jered Chinnock下半身完全癱瘓，他失去了曾經(jīng)理所應當?shù)恼玖⒑托凶吣芰?。在那次意外中，他駕駛著雪地摩托發(fā)生了撞擊事故，被甩下來之后又遭受了緊隨其后的雪地摩托的二次傷害，這造成他多根肋骨斷裂、脊柱骨折。他被迅速送往醫(yī)院急診，雖然進行了手術，但是卻無法改變脊髓受損的狀況，他癱瘓了?！拔矣X得我下半輩子都離不開輪椅了，”Jered Chinnock說，“我一直都希望能夠重新走路，如果是你因為意外再也無法站起來了，你一定也希望能夠再次行走?！?/p>

Jered Chinnock脊柱受傷術后X光（來源：梅奧診所）

脊髓損傷導致的癱瘓常常是因意外事故而發(fā)生，身強力壯的、身為家庭支柱的年輕人是高發(fā)群體，但是脊髓損傷導致的癱瘓卻一直以來都令醫(yī)生束手無策，使得很多家庭陷入了幾乎災難的境地。

2016年，Jered Chinnock加入了一項開創(chuàng)性的醫(yī)療試驗項目，利用硬脊膜電刺激系統(tǒng)和不斷重復的康復訓練，與他合作的研究小組希望能夠讓他恢復站立和行走能力。2018年9月24日這項研究結(jié)果在《自然·醫(yī)學》雜志上報道。

Jered Chinnock是第一位注冊該項目的被試，同時他也成為了世界上第一個下半身完全癱瘓后，能夠重新自主站立和行走的人，雖然現(xiàn)在他還需要在助行器和康復師的略微幫助下行走，但是這已經(jīng)是一個歷史性的突破。電子設備將他的大腦與腿部神經(jīng)元“重新連接”，當電刺激系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)的時候，Jered Chinnock的下肢立刻恢復了運動能力，他只需要考慮走路或站著，他就能夠做到。而將系統(tǒng)關閉，他又回到了癱瘓狀態(tài)?！澳壳暗难芯拷Y(jié)果讓我們非常興奮，因為這超出了我們之前的預期，”美國梅奧診所的神經(jīng)外科醫(yī)生Kendall Lee說，“未來，我們不僅希望它能夠控制運動，還希望能夠看到它控制其它自主功能，比如膀胱功能、性功能等等?！?/p>

同一天，《新英格蘭醫(yī)學報道》亦報道了另外一個研究小組用同樣的方式，使得兩名截癱患者重新獲得站立行走能力的案例。兩個團隊的研究項目是分別、獨立進行的。

恢復行動能力

當Jered Chinnock來到梅奧診所的時候，他已經(jīng)癱瘓差不多三年時間了，在這期間他只有在最初手術后進行過8周住院康復和5周門診康復，以使他獲得在輪椅上進行各項活動的能力。接下來的132周，也就是兩年多的時間中，他沒有再進行任何康復訓練。

因此，在植入手術前，研究團隊花了6個月的時間，在康復師和跑步機的幫助下，使用標準的康復方式，對Jered Chinnock進行站立和行走訓練，恢復他的肌肉和關節(jié)功能。

之后，研究團隊對Jered Chinnock進行了手術，將電極陣列植入受傷部位下方、腰骶部脊髓背側(cè)硬膜外表面，將脈沖發(fā)生器植入其右上腹的皮下，大小與心臟起搏器相當，電極陣列與脈沖發(fā)生器相連接。

在受傷處下方植入電極陣列（來源：梅奧診所）

在植入手術后的幾周，Jered Chinnock就可以躺著完成類似踏步的動作，并能夠依靠胳膊掌握平衡獨立站立。“病人腦中的想法就可以讓他獲得對腿部運動的自主控制，”Kendall Lee說，“當他想到站立或者邁步的時候，植入的電極就能夠讓神經(jīng)元獲得信號?！?/p>

植入電極陣列及脈沖發(fā)生器示意圖（來源：梅奧診所）

接下來的任務對于Jered Chinnock來說更為艱難，在診所進行了100多個訓練療程，并針對不同運動和肌肉群進行了43周重復練習之后，Chinnock終于實現(xiàn)了他的下一個目標，他能夠慢慢的走路。據(jù)研究人員的介紹，在一次訓練中，他通過獨立移動腿部進行行走，一次能夠走16分鐘，距離達到了111碼（約100米）。雖然他能夠獨立邁步，但是他依然還需要助行器和訓練師幫助他保持平衡。如果體內(nèi)的植入設備被關閉，他就無法完成這些動作了。這表明他所獲得的站立和行走能力完全依賴于電刺激。

“我覺得這有點像科幻?！盝ered Chinnock笑稱。

在Jered Chinnock體內(nèi)植入的原是美國FDA批準用于治療疼痛的電子設備，此次，針對此項試驗，F(xiàn)DA進行了特別批準。

未解之題

與此同時，在美國路易斯維爾，23歲的大學生Kelly Thomas和35歲的Jeff Marquis參與了路易斯維爾大學的研究，接受了與Chinnock同樣的電子設備植入與訓練，亦走出了他們癱瘓后的第一步。

雖然研究人員已經(jīng)實現(xiàn)了讓癱瘓患者重新站立和行走，但是似乎沒有人知道恢復患者行動力的過程為什么會成功。植入物由植入脊柱的電極組成，它與腹部的計算機控制裝置相連接，該裝置可以向脊髓傳輸電信號。但是研究者并不知道神經(jīng)是如何“通過電刺激再次喚醒，以便再次從大腦中獲取信息，并利用這些信息移動雙腿的?！毖芯咳藛T說。

有一種理論認為，損傷部位下方神經(jīng)的“電路”只是處于休眠狀態(tài)，它其實仍然存在。用定制模式施加電流可以喚醒一些“電路”，通過嚴格的康復來恢復已經(jīng)“生銹”的連接，最終使它們能夠接收簡單的命令。

“在適當?shù)臈l件下，才能夠恢復行動能力，”路易斯維爾大學教授Susan Harkema稱，“脊髓重新開始工作，可能不像它以前做的那么好，但是還是可以起作用的?！?/p>

四年前，Susan Harkema教授的團隊就上過新聞頭條，他們給一些脊髓損傷的癱瘓患者植入電刺激器后，癱瘓患者的腳趾可以活動，腿部可以移動，也能短暫的站立，但是不能走路。

在獨立進行的Susan Harkema教授團隊的試驗中，此次報告了四名被試中有兩人重新獲得了自主站立和行走的能力，但是另外兩位被試并沒有，目前并不清楚為什么另外兩人沒有獲得同樣的成功。在研究人員的報告中，說明了一個關于安全性的重要警告：即使在小心翼翼的支撐和保護下，其中一名患者在跑步機康復鍛煉過程中出現(xiàn)了髖關節(jié)骨折。

研究人員稱，目前的這個方法依然需要更長時間以及更大范圍的研究，不僅要看它能否幫助其它患者，而且還要對風險進行分級。

“研究結(jié)果非常令人興奮，但是這項研究目前還處于早期階段，”Kendall Lee醫(yī)生說。

原始論文：

https：//www.nature.com/articles/s41591-018-0175-7

https：//www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1803588？query=main_nav_lg

參考資料：

https：//www.youtube.com/watch？v=Gn9bi8rzulA

https：//www.scientificamerican.com/article/after-years-of-paralysis-a-man-walks-the-length-of-a-football-field/

https：//www.cbsnews.com/news/electrical-implant-helps-paralyzed-patients-walk-again/