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08-01

脊髓里的小电脑,或许能让千万瘫痪者重新站起来


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脊髓里的小电脑,或许能让千万瘫痪者重新站起来

人类面临许多不治之症,无论先天的小儿麻痺或渐冻人症,还是后天中风或严重外伤──病人一旦瘫痪,受影响的肢体部位几乎不可能恢复正常。

瘫痪中最恐怖的,应该就是脊髓损伤(Spinal Cord Injuries)导致的半身不遂和高位截瘫。

一旦瘫痪,意味着患者接下来的人生失去行动和自理能力,还有很大机率罹患继发性疾病,危及生命安全。

一直以来,脊髓损伤导致的瘫痪都被专家视为不治之症,当问及治好可能性,专家都会表示「趋近于零」。

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但就在最近,美国专家透过试验探索出一种全新的瘫痪治疗法。

将一种神奇的小机器植入体内,再经过一段时间训练之后,患者能正常站立,并依靠意志缓慢操纵双腿走路!

「医生告诉我走路不可能,但我把不可能变成了可能!」受试者之一的凯莉‧汤玛斯(Kelly Thomas)兴奋地表示。

这项试验的结果发表在美国《新英格兰医学杂誌》,包括试验的大量医学资料和影片。

透过这些资料,我们得以亲眼目睹:在这场帮助一部分人重获自由的战斗中,聪明的专家如何改造一个不可思议的小机器,把它变成对抗瘫痪的利器。

脊髓损伤:轻易受伤,永难恢复

世界卫生组织指出,脊髓损伤的主要原因是道路交通事故、跌伤和暴力。大部分人很多日常生活工作都可能导致脊髓损伤。

遗憾的是,这幺轻而易举的损伤,却给患者带来极大的身体和精神打击。

对本次试验的几位受试者来说,瘫痪来得太过突然,太早夺走了他们的行动能力。

19 岁那年,凯莉‧汤玛斯(下图左)开车时不慎车辆侧翻,翻滚过程中她的头撞到车顶,脊椎压缩对 C5 节造成严重损伤,导致她双腿失去知觉,必须使用轮椅行动,按照美国脊髓损伤学会 ASIA 评级为 B。

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杰夫‧麦基(Jeff Marquis)热爱骑越野单车,一次骑车过程中摔下车,同样伤到脊椎 T1,ASI 评级为 B,腰下部位完全失去运动功能──即完全无法站立或行走,无法自主控制腿部运动。

脊髓里的小电脑,或许能让千万瘫痪者重新站起来

「电击疗法」派上用场

你有没有这种印象:对蛇或昆虫之类的动物,如果把头切断,肢体仍然可以动,有的甚至能动很久。

简单来说,很多动物的神经系统遍布全身,切断了中枢,剩余神经仍可以继续控制肢体活动。只是缺了主心骨,肢体只能乱动而已。

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人跟这些动物不完全一样,却也有相似之处。

研究人员发现:即便人的脊髓因损伤失去功能,如果以电流刺激,仍可驱动对应的肢体行动。

而且市面上还真的有这种产品。

因为很多病症都会带来疼痛,有些严重到内服、注射性的药物都无法抑制,于是有人发明了脊髓电疗,透过手术,将一个小装置(本质上是一组电极)放到病人脊髓内,释放脉冲电流。

这种装置利用人体一些特殊机制,简单来说,就是让大脑没有能力处理疼痛讯号,进而减弱甚至消除疼痛。下图的 RestoreAdvanced SureScan MRI,就是这类神经刺激器。

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此神经刺激器,是医疗装置公司 Medtronic 开发的。

如前述,主要功能是对疼痛神经放电中和痛感。根据官网,特徴在于充电间隔(也就是续航时间)长,过去主要帮助腰椎间盘突出、颈椎及脊椎相关手术失败等患者镇痛。

美国路易斯维尔大学肯塔基脊髓损伤研究中心的研究人员开始思考一个问题:

如果重新设计这种神经刺激器,对不同的神经进行特定频率和电流的刺激,是不是就能触发无法使用的脊髓,让患者重新站起来,甚至行走?

他们展开了实验。

第一阶段:肌肉运动功能恢复。受试者在跑步机上慢速行走,每天 2 小时,一週 5 天,持续两个月,以触发长期无法运动的关节和肌肉组织。

第二阶段:手术植入装置。L1 到 S1~S2 段的脊髓植入一组共 16 枚电极,连线神经刺激器,导线连线到受试者腹部肌肉,术后恢复 20 天左右。

第三阶段:装置开启和关闭时训练受试者进行基础运动,包括跑步机慢走,平底站立以及平底行走等,每组 1 小时,每天 1~2 组。

经过长达一年的实验,研究人员得到了希望看到的结果。

受试者汤玛斯和麦基成功适应了这个神奇的小装置及研究人员设计的疗法。

装置开启、电极对神经进行刺激的状态下,他们不但站起来,还可以使用助行器缓慢行走了!

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经过长期训练后,受试者(红衣)已能自主长时间站立:

脊髓里的小电脑,或许能让千万瘫痪者重新站起来

瘫痪者重获自由是一种怎样的体验?

汤玛斯对能重新靠自己的意志站起来行走特别兴奋。不过,佩戴这种装置走路的感觉,还是跟她曾经熟悉的不太一样:

「它并没有治好我的瘫痪,也不是说开启开关我就立刻回到以前了。我必须搞清楚怎样借用它的力量,怎样重新控制我的身体。」

本质上,这台机器是将脊髓损伤断掉的那段神经,透过绕路方式重新连起来。

也正是因绕路,过程中很多东西都和瘫痪之前不一样。

这其实和汽车改装挺像:汽车里也有一台小电脑叫 ECU。如果换了汽车零组件,可能需要重新调校 ECU 才能让它适应新零件。

在这种治疗方法,电击刺激器和受伤与中枢神经「失联」的那段脊髓,就是 ECU,它们需要重新学习操控肢体运动的方式。

对受试者而言,长达一年的学习和适应,才能让他们勉强站起来。

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而且,汤玛斯和麦基只是幸运者,另两位脊髓受损更严重的受试者没能成功站起来,不过倒是恢复一定程度的运动功能。

这是同样可喜可贺的结果,因为这意味着继发性疾病(深静脉血栓、尿道感染、肌肉痉挛、骨质疏鬆、褥疮、慢性疼痛和呼吸道并发症等)发病的可能性显着降低了。

接下来呢?

首先需要确定的是,儘管实验「借用」的那款电击刺激器通过美国 FDA 认证,这种治疗方法却仍在极初级阶段。

其次,这种治疗方式的可複製性,或说规模化能力,还有待考验。因成功的受试者都可用双手操控装置,而很大比例的瘫痪者甚至无法控制双手。

这意味着研究人员还需要进行更大规模和包容性更高的测试:引入更多不同瘫痪等级的患者,建立测试对照组等。以及,还需要搜寻更有财力和影响力的机构、人士支援,以加速治疗方法的推广──前提是最终科学证明有效。

希望答案是肯定的。因为全球数以千万计的瘫痪者,将因此重获新生。

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