陈根：脊髓治疗，走向临床之路( 二 ) 文/陈根脊髓损伤是脊柱损伤最

并且，即便是刺激方法通过使用最初设计用于治疗疼痛的重新用途的神经技术，为患者的脊髓提供了持续的电刺激，但这些重新使用的电刺激装置无法刺激脊髓中与腿部和躯干运动相关的所有神经，也可能会限制所有运动功能的恢复。

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时隔四年的EES技术更新
2018年，瑞士洛桑联邦理工学院GrégoireCourtine博士和洛桑大学医院神经外科医生JocelyneBloch就基于靶向神经技术，使用电刺激重新激活脊髓神经元，让三名慢性截瘫患者重新获得了行走的能力。
彼时，为了更好地通过电刺激增强剩余运动神经元与大脑之间的信号，研究人员首先对人体运动神经元进行了更深的研究，他们确定了人体常规运动，比如弯曲髋部或伸展踝部，所涉及的脊髓区域。然后，研究人员在3位患者体内植入电刺激器。这3位患者均发生了脊髓损伤，但腿部的运动损伤程度不同。由于确定了脊髓参与行走的部位，研究人员得以通过编程一系列电脉冲，在正确的时间和位置，对脊髓目标区域进行刺激。
事实上，这种外在的神经电刺激，本身并不会导致机体运动，电刺激更多的是增强了患者本身试图运动的神经信号。受试者们在2天后逐渐适应了电刺激的治疗，并在一周时就实现了运动设备辅助下一定程度的行走。
经过五个多月的康复训练和电刺激治疗，参与者的恢复效果得到了进一步提升。重要的是，即使在刺激治疗停止后，所有参与者仍保持肌肉运动的一些改善，两名参与者能够用拐杖独立行走，受伤最严重的受试者则可以在躺下时移动先前瘫痪的腿。该研究以封面论文形式发表于Nature期刊。
现在， 2022年2月8日，由同样的研究人员再次在国际顶尖医学期刊NatureMedicine发表了新的研究论文。这一次，研究人员开发了由人工智能软件控制的个性化脊髓电刺激电极，在植入后通过电刺激激活躯干和腿部肌肉的脊髓区域，三名完全瘫痪的脊髓损伤患者，在接受治疗后几小时，就恢复了独立运动能力，能够站立、行走、骑自行车、游泳和控制躯干运动。
具体来看，研究人员开发出了一套由人工智能控制的个性化植入系统，称之为STIMO-BSI系统。这套系统包括一个结合高分辨率结构和功能成像的计算模型、电极以及能够快速支持装置特异性刺激神经元的软件。
其中，计算模型相当于拍片，为电极排布和手术植入位置提供指导，电极负责调控控制腿和躯干的位点，软件则可以用来调整和优化靶向背根的位置。软件与平板电脑整合在一起，用户可以通过平板电脑选择自己所需要的行动模式。随后，研究人员通过将嵌入电极的装置直接放置在脊髓背根部位，将电极与神经根对齐，从而刺激脊髓的下背部和尾骨。
此外，新研究中，衍生公司OnwardMedical还将会改造电极，经改造的电极更长更宽，这样可以覆盖并激活更多更关键的神经元。现在，每个装置中都植入了16个电极，接下来团队还计划植入32个电极。事实上，与之前的研究相比，这种装置从根本上提高疗效的核心就在于电极的排列和软件的结合。
值得一提的是，与先前数月训练才能恢复行走的EES方法相比，这种新技术能使3名表现出完全感觉运动麻痹的参与者仅在第一天就可以在跑步机上独立行走。再过1-3天后，步态优化，且3名参与者均能在多向体重支持系统的支持下在地面上独立行走，其中2名参与者甚至可以调节腿部运动的幅度。