摘要：这种干预会刺激黄体生成素中的谷氨酸能神经元，这似乎是恢复运动的关键。这些结果代表了脊髓损伤治疗方法的转变，过往不久的治疗重点是脊髓刺激，而不是大脑刺激。

新的研究表明，下丘脑外侧 (LH) 的深部脑刺激 (DBS) 可改善脊髓损伤 (SCI) 患者的行走能力并促进其康复。

这种干预会刺激黄体生成素中的谷氨酸能神经元，这似乎是恢复运动的关键。这些结果代表了脊髓损伤治疗方法的转变，过往不久的治疗重点是脊髓刺激，而不是大脑刺激。

“这项研究强调了这样一个观点，即脊髓损伤既是大脑的疾病，也是脊柱的疾病，因此我们需要同时观察大脑和脊柱，以真正优化功能，”研究调查员 Newton Cho 医学博士说，加拿大阿尔伯塔省卡尔加里市卡尔加里大学脊柱外科临床研究员博士。

该研究结果于 12 月 2 日在线发表在《自然医学》杂志上。

脊髓损伤会破坏从大脑到脊髓区域促进行走的神经元投射，导致不同程度的瘫痪。由于不完全性 SCI 仅部分切断脊髓，因此遭受此类损伤的患者可能会在损伤部位以下保留一定程度的功能和感觉。

研究人员首先研究了患有不完全脊髓损伤的啮齿动物，这种损伤会损害 83.2% 的脊髓，导致下肢瘫痪。 Cho 说，他们使用“非常强大的”解剖和功能图谱来“审视整个小鼠大脑，看看哪些区域在活动方面以及与脊髓的连接方面正在发生变化”。

一次偶然的机会，他和他的同事发现 LH 中的谷氨酸能神经元对于改善步行至关重要。 Cho 说，当他开始这个项目作为研究生工作的一部分时，他在研究整个小鼠大脑以确定大脑的哪些区域可以优化 SCI 后的剩余路径时偶然发现了这个区域。

LH 是大脑中一个高度专业化的区域，主要负责调节唤醒、进食和动机行为。

尽管他承认自己有偏见，但 Cho 相信这一发现代表了该领域的真正突破。他指出，到目前为止，人们还不知道 LH 与腿部运动控制有关。

研究人员之前的动物研究表明，LH 的 DBS 立即增强了 SCI 小鼠和大鼠的行走能力。

“我们认为电会刺激那些谷氨酸能神经元，这样做会增加行走的动力，增加整体的动力，比如说发动机，以某种方式向前移动并绕过脊髓中的一些损伤，”说曹。

他解释说，虽然在不完整的 SCI 中，电路在某种程度上被中断，但它们并没有完全切断，因此一些电路仍然存在。他说，刺激 LH“可以增强剩余的通路，以优化其功能并允许行走”。

为了评估对人类的干预措施，研究人员将不完全脊髓损伤患者纳入试点研究。前两名参与者可以使用辅助设备在一定程度上行走，但尽管完成了标准康复计划，但仍存在持续的步态缺陷。

第一位参与者是一位年轻的成年女性，她在 5 年前患有运动和感觉不完整的美国脊柱损伤协会损伤量表 (AIS C) T1 损伤。第二位参与者是一名男性，由于滑雪事故导致运动和感觉不完全（AIS D）C5 损伤。他在受伤大约 15 年后接受了干预。

两名参与者都有他们希望在研究期间实现的目标。第一个患者想要在没有体重支撑或广泛的矫形器的情况下行走，而第二个患者想要走更长的距离并在家中独立上下楼梯。

研究人员利用 MRI 和扩散张量成像的解剖数据来确定电极在 LH 中的最佳放置位置。外科医生将导线连接到植入的脉冲发生器。

左侧脑深部刺激立即引起了瘫痪下肢的感觉，第一位参与者报告说她感到有移动双腿的冲动。

洛桑大学和瑞士洛桑大学医院的神经外科医生兼副教授、医学博士乔斯琳·布洛赫 (Jocelyne Bloch) 在一份新闻稿中表示，这种实时反馈证实了目标的正确区域。 “此时此刻，我知道我们正在见证大脑功能解剖组织的一项重要发现，”她指出。

除了下肢肌肉的激活增加，从而改善运动学和耐力之外，两名参与者都报告说步行需要更少的努力。

Cho 说：“即使没有接受过任何重要的训练，这些人也能够表现出刺激带来的一些直接效果。”

该研究包括为期 3 个月的结构化康复计划，其中包括每周 3 天的步态训练。该计划是根据个人改进进行个性化的。

训练使步行能力得到显着改善，在 10 米和 6 分钟步行测试中表现出色，并在 DBS 开启和关闭条件下进行评估，并提高了下肢运动评分。

“大约 6 个月后，即使刺激关闭，他们的行走能力也能得到明显改善，”Cho 说。他补充说，这些“稳健”的结果可以作为“改变我们治疗脊髓损伤患者的方式”的基础。

两位参与者都实现了他们的目标。在新闻稿中，第二位研究参与者、来自奥地利卡佩尔、现年 54 岁的 Wolfgang Jäger 分享了DBS如何恢复他的活动能力和独立性。 “去年度假时，利用刺激走几步回到大海没有问题，”他说。

他补充说，除了步行之外，这种疗法还改善了日常任务。 “我还可以够到厨房橱柜里的东西。”

尽管这项研究强调了深部脑刺激治疗脊髓损伤患者的一个有前景的新目标，但 Cho 很快指出这种干预措施并不能治愈疾病。 “这些受试者并没有从无法行走变成完全正常。”

目前还不清楚这种干预措施是否或在多大程度上可以帮助完全性脊髓损伤患者。如果脊髓没有完全切断，大脑和脊髓之间的一些电路可能会保留。

然而，Cho 说，“我们可以想象，大脑刺激对完全损伤的影响将不如不完全损伤的效果，但这仍有待测试。”

Cho 说，不同的研究小组正在研究刺激其他大脑区域来治疗 SCI，包括中脑运动区和运动皮层，但到目前为止，结果“好坏参半”。

尽管运动皮层似乎是恢复行走能力的合理刺激目标，但科学并不是那么简单。 Cho 说：“在这里，你的脊髓受伤了，但你的大脑也受伤了，所以也许运动皮层本身并不是真正的主要目标。”他补充说，现在的证据表明 LH 和可能的其他回路“发挥着补偿作用” ”。

研究人员通过报告的不良事件以及生命体征、体重和激素监测评估了两名患者 LH DBS 的安全性，发现没有相关的严重不良事件。

然而，Cho 补充说，需要更多参与者进行额外的试验来确定其安全性和有效性。这包括评估体重、心理状态、荷尔蒙状况和自主功能的潜在变化等。

不太可能所有 SCI 患者都会对 LH 的 DBS 增强康复有反应。研究人员指出，关键试验必须确定哪些患者可以从这种疗法中受益。

第三位研究作者、洛桑大学医院和洛桑大学神经科学和神经技术教授 Grégoire Courtine 博士表示，未来的研究还将探索将 DBS 与其他技术相结合，例如脊柱刺激，该技术已显示出在 SCI 后恢复运动的潜力。

“整合我们的两种方法——大脑刺激和脊髓刺激——将为脊髓损伤患者提供更全面的康复策略。”

明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所物理医学和康复助理教授 Peter J. Grahn 博士在评论 Medscape 医学新闻的这项研究时称赞研究人员的“非凡的转化努力。”

“他们在动物身上发现了这个以前与试图恢复功能无关的大脑区域，然后他们将其转化为人类，”他说。

他不仅发现人类原理研究的证明令人兴奋，而且还表示将大脑和脊髓刺激结合起来的可能性是有希望的。 “这个团队显然非常有动力，并且拥有跨越使用两种不同研究设备所需的障碍的专业知识。”

不过，虽然他认为那些患有不完全性脊髓损伤的人虽然步态受损，但仍然可以行走，但他对像他这样伤势更严重的患者持怀疑态度。

“从这些数据显示的情况来看，我预计复苏将有限。成本效益分析是我不应该得到它，因为在我的情况下，我的脖子受伤了，所以我的手和腿都受到了损害，而且我不能部分行走，所以任何改善都是没有意义的。”

同样在研究 SCI 中的 DBS 的 James David Guest 博士在评论这项研究时指出，他的团队针对中脑网状结构的研究也表明谷氨酸能神经元激活脑干网状神经元。

“这表明这些脑干神经元是脊髓损伤后增强恢复的重要汇聚目标，”迈阿密米勒医学院迈阿密治愈瘫痪项目神经外科教授盖斯特说。总之，这项研究“表明深部脑刺激是瘫痪恢复的一条有前途的新途径。”

有趣的是，刺激 LH 中的谷氨酸能神经元可以改善 SCI 后行走的想法实际上起源于 1945 年，Guest 说。当时，研究人员观察到情绪状态可以增强受脊髓灰质炎影响的动物的运动能力。

该研究得到了 ONWARD Medical、瑞士国家科学基金会、加拿大健康研究所和欧洲研究理事会的部分支持。

来源：都市老医生