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神经工程

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神经调节有助于瘫痪的人采取独立的步骤

Mayo Clinic和UCLA的一项研究表明,下肢完全瘫痪的患者可以在接受电子脊髓刺激和康复治疗后再次独立行走。自然医学 10.1038 / s41591-018-0175-7)。

严重的脊髓损伤可以使较高的大脑中枢失去功能,从而引导位于损伤下方的与骨骼肌相互作用的脊髓电路的运动–引起慢性瘫痪。在这项研究中,受试者在一次雪地摩托事故中在背部中部受伤了脊髓。

该受试者首先参加了22周的物理治疗,然后由共同主治医生通过外科手术植入了一种电动脊柱刺激装置 李肯德尔 和他的神经外科团队。植入物位于硬膜外腔-椎管的最外层-在受伤部位下方的特定位置。

接下来,该名男子在接下来的43周内接受了113项针对任务的多模式康复训练。在第一周,他使用安全带降低了跌倒的风险并提供了上身的平衡。训练员位于他的膝盖和臀部,以帮助他站立,摆动腿部和转移体重。因为他没有恢复知觉,所以最初使用镜子观察他的腿,而教练则描述了腿的位置,运动和平衡。

“这是一个非常严格且密集的协议,但是我们确实认为这会对恢复产生影响,并且认为这对于恢复非常重要,”首席研究员说 赵rist, 导演 梅奥诊所的辅助与修复技术实验室.

到第25周时,该男子不再需要安全带,培训人员仅提供了临时帮助。在为期43周的程序结束时,在打开刺激器的情况下,患者能够产生腿部肌肉的有意收缩,从而可以支持站立和踩踏。他能够使用前轮助行器和跑步机行走,并在辅助下步行了16分钟,总共达到331步,距离为102 m。但是,当刺激停止后,该人仍处于瘫痪状态。

“他能够采取的步骤数量非常可观。总距离大约是一个足球场的长度,”李主任指出 梅奥诊所的神经工程实验室. “我认为这是一项非常重要的研究。如果你看一下研究’在过去的50年中,我们一直试图重新获得功能控制’没有太大的成功。因此,即使该研究仅是一名患者,能够重新获得故意控制也是非常重要的。”

Lee指出,从神经工程学的角度来看,研究小组从最适合植入物的位置,所涉及的外科手术程序,要测试的参数以及如何编程这些方面学到了很多东西。“通过这项研究,我们现在可以退后一步,对设备进行重新设计–最初用于帮助疼痛患者–帮助四肢瘫痪的病人” he explains. “该研究给面临瘫痪的人们带来希望,即功能控制是可能的。”

作者得出结论,需要进行更多的研究来研究康复训练如何与电刺激相互作用以恢复失去的运动功能,并确认这种方法在不同类型或持续时间的患者中是否可以成功实施。

“我们还处于研究初期” says Zhao. “下一步是[了解]它是如何工作的,为什么它会工作以及我们可以为谁提供帮助。我们希望在Mayo上继续进行这一研究。”

在另一项研究中 路易斯维尔大学 研究人员报告说,硬膜外刺激配合日常运动训练后,两名运动完全性脊髓损伤的参与者实现了地面行走。此外,在使用刺激并保持他们的精神专注力时,这些参与者和另外两名参与者获得了独立的站立和躯干稳定性(NEJM 10.1056 / NEJMoa1803588)。

这项研究还基于两种不同的治疗方法:硬膜外刺激和运动训练。硬膜外刺激包括将不同频率和强度的连续电流施加到腰s脊髓上的特定位置。同时,运动训练的目的是通过反复练习站立和踩踏来最终重新训练脊髓,以“记住”步行的方式。

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者