電刺激治療有望給癱瘓患者帶來巨大好處。自 2018 年以來，美國肯塔基州、明尼蘇達州和瑞士的實驗室有大量相似的案例研究成為頭條新聞。

　　《自然》（Nature）雜志此前的一篇新聞報道，關(guān)注了該領(lǐng)域一系列的進展性研究，最初設(shè)計用來治療慢性疼痛的刺激器，現(xiàn)在已經(jīng)幫助一批癱瘓患者扭動腳趾、彎曲雙腿或在支撐下行走。

　　Rob Summers 在美國肯塔基州的一家康復(fù)機構(gòu)平躺著，突然意識到自己可以扭動大腳趾了。

　　自從一名肇事逃逸的司機造成 Summers 從胸部以下癱瘓后，他就再也無法做到這一點了。醫(yī)生告訴他，連接著他腿部的神經(jīng)被切斷了，他再也不能移動下半身。醫(yī)生將其歸類為完全性損傷，Summers 癱瘓了。現(xiàn)在，他參與了一項開拓性的試驗，測試脊髓損傷患者接受電刺激治療的效果。

　　肯塔基州路易斯維爾大學(xué)（University of Louisville）的神經(jīng)生理學(xué)家 Susan Harkema 簡直不敢相信，Summers 的腳趾可以動了。2009 年，當(dāng) Harkema 和她的同事在 Summers 的脊柱上植入一條微型電極條時，并沒有打算恢復(fù)他自己行動的能力，而只是希望證明脊柱包含人體站立和行走所需的所有神經(jīng)。

　　圖 | Rob Summers 的脊椎完全受傷，醫(yī)生說這將使他無法行走（來源：Nature）

　　根據(jù) Nature 的報道，長期以來，人們普遍認為脊髓損傷代表著大腦和四肢之間的連接被切斷。幾十年來，研究人員一直致力于修復(fù)這些連接，例如干細胞治療。但是來自 Harkema 的研究小組和其他實驗室的研究結(jié)果表明，脊髓損傷患者的一些神經(jīng)連接仍然完好無損，即使對那些遭受最嚴重脊髓損傷的人來說也是如此。電刺激治療似乎有助于放大在受傷部位傳遞的信息，并重建這些聯(lián)系。

　　圖 | 經(jīng)過兩年的恢復(fù)訓(xùn)練，Rob Summers 在他的背部植入了硬膜外刺激器（來源：Nature）

　　Summers 神經(jīng)連接的突然覺醒是一系列研究進展的一部分，這些進展為脊髓損傷的研究注入了活力。

　　2018 年，美國肯塔基州、明尼蘇達州和瑞士的實驗室有大量相似的案例研究成為頭條新聞。最初設(shè)計用來治療慢性疼痛的刺激器，現(xiàn)在已經(jīng)幫助大約 12 名癱瘓患者扭動腳趾、彎曲雙腿或在支撐下行走，有些患者甚至能行走 1 公里。

　　這些電刺激設(shè)備似乎還提供了更廣泛的治療益處。在一些研究參與者身上，還看到了血壓、腸道和膀胱控制能力以及性功能都有所改善，對于脊髓損傷患者而言，這些生理功能往往比下肢的運動能力更重要。在某些情況下，這些益處甚至在關(guān)閉刺激物后依然存在。

　　這些研究結(jié)果增強了人們對改善生活質(zhì)量的希望，甚至對多年或幾十年前癱瘓的人也是如此。研究結(jié)果顛覆了關(guān)于脊髓損傷的傳統(tǒng)觀點?！斑@是一個新的領(lǐng)域，”加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的生理學(xué)家 Reggie Edgerton 說。

　　如今，等待接受電刺激治療試驗的名單已有數(shù)千個名字，且至少有一家醫(yī)院已經(jīng)開始提供這項試驗治療，費用高達數(shù)萬美元，不過在沒有得到正式批準之前，對所涉及的風(fēng)險和好處尚缺乏全面評估。

　　對一些人來說，電刺激治療或許是一種聽起來很熟悉的過度宣傳。畢竟治愈癱瘓的努力已經(jīng)花費了數(shù)億美元，到目前為止，除了大膽的預(yù)測和破滅的希望，收效甚微。

　　始于跑步機上的貓

　　在 20 世紀 70 年代，Edgerton 開始關(guān)注一個研究已久的模型，被切斷脊髓的貓可以懸掛在跑步機上，通過簡單的引導(dǎo)，它們的腿像登臺階一樣運動，來訓(xùn)練它們重新行走。經(jīng)過練習(xí)，這些貓可以調(diào)整自己的步態(tài)以適應(yīng)跑步機的速度，甚至可以改變方向，這些動作不需要大腦的信號輸入。

　　推動它們向前移動的脊椎回路，稱為“中樞模式發(fā)生器”，控制著它們的運動，而 Edgerton 試圖了解它是如何運作的。

　　1993 年，當(dāng) Harkema 加入 Edgerton 的實驗室時，她對脊柱并不是那么感興趣。但當(dāng) Harkema 開始研究貓的時候，她對貓是如何恢復(fù)如此多的功能而著迷。Edgerton 委托 Harkema 在脊椎受傷的人身上做一個類似的實驗。他們認為，或許喚醒中樞模式生成器的嚴格訓(xùn)練也能讓這些患者行走。

　　在跑步機上進行有體重支持的步進訓(xùn)練，可以幫助脊髓受傷的人，特別是受輕傷的人，提高他們的運動能力。但是 Harkema 和 Edgerton 希望看到更大的影響。硬膜外刺激器似乎是一個不錯的選擇，它可以將電流傳輸?shù)郊顾璧南虏俊?/p>

　　自 20 世紀 60 年代以來，這種設(shè)備一直被用于治療慢性疼痛。但研究人員很早就發(fā)現(xiàn)他們可以做得更多。例如，在脊髓損傷的患者中，刺激器似乎可以降低無意識痙攣的發(fā)生率。

　　在一項研究中，研究人員對一些植入刺激器的脊髓損傷患者進行了測試，當(dāng)加大刺激力度時，參與者開始有節(jié)奏地、自動地移動他們的腿。

　　維也納醫(yī)科大學(xué)的醫(yī)學(xué)物理學(xué)家 Karen Minassian 說：“這可能是，現(xiàn)在仍然是最直接的證據(jù)，證明了所謂的人類運動中樞模式發(fā)生器?！?/p>

　　甚至有案例研究顯示，電刺激可以恢復(fù)自主運動的能力，至少對那些在下半身保留了一些感覺和運動的人來說是這樣。

　　圖 | 研究人員使用平板電腦控制 Rob Summers 脊柱上的電極陣列（來源：Nature）

　　2002 年，亞利桑那州的研究人員報告說，一名 43 歲的脊椎受傷者經(jīng)過訓(xùn)練和電刺激治療，能夠以 “近乎不費力、協(xié)調(diào)的運動模式” 行走。

　　Harkema 和 Edgerton 開始討論使用相同方法的可能性。他們只是需要一個患者試驗來證明這個原理。而 Summers 決心成為他們想要測試的這個患者。

　　對站立行走的渴望

　　自從 2006 年的一個夏夜，Summers 被一輛超速行駛的汽車撞倒，導(dǎo)致癱瘓后，他一直拒絕相信這一點。

　　頭一年，經(jīng)過緊張的康復(fù)治療，Summers 的四肢恢復(fù)了一些知覺，但下半身還是動不了。然而，他確信他只是需要正確的治療。因此，他和他的父母向世界各地的研究機構(gòu)發(fā)送了 200 多封電子郵件。

　　正是這些努力，讓 Summers 在 2007 年 9 月來到了德克薩斯州的一個康復(fù)訓(xùn)練工作室，在那里他遇到了 Harkema。當(dāng) Harkema 提到她的團隊計劃研究硬膜外刺激時，Summers 很興奮。

　　在路易斯維爾，Summers 接受了兩年多的強化康復(fù)治療，以評估他是否有能力在沒有刺激的情況下恢復(fù)。

　　2009 年 12 月，Harkema 的團隊給他安裝了硬膜外刺激器。他們在 Summers 的脊椎和脊髓之間放置了 16 個電極陣列。一根電線將陣列連接到刺激器上，這是一個可充電的裝置，大約有一副撲克牌的一半大小，就在他臀部上方。然后醫(yī)生遠程控制著刺激器。

　　當(dāng)研究人員打開刺激器時，薩默斯立刻感到一陣刺痛。三天后，研究人員試圖讓他站起來。起初，他所有的體重都是靠一根線束來支撐的。研究小組逐漸開始減少這種輔助，直到 Summers 能夠自己站立。

　　他看著鏡中的腿部肌肉收縮，“這不可能是真的，”他想。然后他環(huán)顧了一下房間，看到他的母親淚流滿面。

　　然而，與 6 個月后電刺激讓 Summers 可以扭動腳趾相比，這算不了什么。

　　Harkema 的團隊希望刺激站立和步行時脊柱和腿部所需的神經(jīng)回路，但他們并不指望從大腦得到任何幫助。Harkema 打電話給在洛杉磯實驗室的 Edgerton，告訴他關(guān)于 Summers 腳趾的事情。

　　“天哪，這不可能是真的，”Edgerton 回憶道，“每個人都會認為我們是江湖騙子?！?/p>

　　真正的突破

　　當(dāng) Harkema 和她的同事在 2011 年公布 Summers 案例的細節(jié)時，許多科學(xué)家對此表示懷疑。

　　“我不相信，”明尼蘇達州羅切斯特市梅奧診所的神經(jīng)外科醫(yī)生 Kendall Lee 說。Lee 教授認為，一旦與大腦失去聯(lián)系，它們就不會再回來。

　　但漸漸地，證據(jù)開始增多。Harkema 和她的團隊在 2014 年發(fā)表了另一項研究，涉及到 Summers 和另外三個人，其中包括兩名下半身沒有運動功能或感覺的人。最終結(jié)果顯示所有患者都恢復(fù)了一些自主活動。

　　很快，其他人開始在人類身上嘗試這種方法，并希望看看是否能讓參與者從跑步機上邁出一步。

　　瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的神經(jīng)學(xué)家 Gregoire Courtine 也曾和 Edgerton 一起工作。2008 年，他來到歐洲，研究硬膜外刺激對嚙齒動物的作用，最終在恒河猴身上進行了實驗。

　　2015 年，Courtine 覺得自己已經(jīng)準備好在人類身上測試這項技術(shù)了。

　　他的團隊使用了 Harkema 曾經(jīng)使用過的同一種硬膜外刺激器，但對軟件進行了微調(diào)，使該設(shè)備能夠提供與行走同步的刺激模式。

　　“我們試著激活脊髓，就像大腦被訓(xùn)練的那樣?！盋ourtine 說。與 Harkema 的研究還有一個主要的不同之處，Courtine 的團隊招募了一些沒有完全癱瘓的人，希望這組人比完全癱瘓的人更容易恢復(fù)。

　　圖 | Sebastian Tobler（中）在研究人員 Grégoire Courtine（右）和神經(jīng)外科醫(yī)生 Jocelyne Bloch 的幫助下邁出了這一步（KEYSTONE/Valentin Flauraud）

　　與此同時，Edgerton 幫助梅奧診所的第三組人進行了另一項試驗。

　　2016 年，Lee、康復(fù)科學(xué)家 Kristin Zhao 和他們的同事開始復(fù)制 Harkema 的結(jié)果。他們招募了兩名參與者，在植入刺激器之前接受了近六個月的物理治療，然后進行了 10 個月的電刺激治療。研究的目的是為了證明，刺激和訓(xùn)練可以提高他們的站立能力和自主移動下半身的能力。但第一個參與者實現(xiàn)這些目標的速度如此之快，以至于研究人員決定將步行添加到試驗方案中。

　　2018 年秋季，這三個團隊公布了前 8 名試驗參與者的結(jié)果?？偣灿辛鶄€人在吊帶、拐杖或雙杠的幫助下完成了某種形式的地面行走。另外兩組也體驗到了好處，在刺激治療下，他們能夠獨立地坐著和站著，其中一組可以在跑步機上有支撐地走幾步。

　　西雅圖華盛頓大學(xué)（University of Washington）康復(fù)醫(yī)學(xué)研究員 Chet Moritz 表示，“這才是真正讓我覺得有突破的地方?！?/p>

　　夸大其詞還是近在咫尺？

　　不過，這個領(lǐng)域以前也曾經(jīng)有過激動人心的“突破”，例如干細胞研究所展示的修復(fù)神經(jīng)損傷的希望。研究顯示，當(dāng)癱瘓老鼠的脊椎被注射了干細胞后，它們奇跡般地恢復(fù)了行走或使用爪子的能力。

　　治愈方法似乎已經(jīng)近在咫尺了。

　　然而，在人們身上復(fù)制這些結(jié)果是很困難的。密西西比州杰克遜衛(wèi)理公會康復(fù)中心的神經(jīng)學(xué)家 KeithTansey 說，盡管干細胞的人類試驗仍在進行，其中一些顯示出有希望的結(jié)果，但來自資助者、患者和研究人員對這種方法的興奮感已經(jīng)減少了。

　　其他治療癱瘓的高科技手段，如腦機接口，仍在研發(fā)之中，動力外骨骼系統(tǒng)也已經(jīng)上市，但價格昂貴。不過這些高科技手段沒有解決恢復(fù)神經(jīng)聯(lián)系的潛在問題。

　　梅奧診所的神經(jīng)學(xué)家 Peter Grahn 說，“我們都聽說過‘五年后會有一種神奇的藥丸’之類的話，你總是聽到這樣的話，因為五年的時間太長了，每個人都會忘記?！?/p>

　　但對很多感興趣的旁觀者來說，電刺激治療顯示出的前景遠遠超出了炒作。尤其值得一提的是，它在治療慢性疼痛方面已有悠久的歷史，位于俄勒岡州胡德河的脊髓損傷倡導(dǎo)組織 Unite 2 Fight Paralysis 的執(zhí)行董事 Matthe Wrodreick 表示，這種設(shè)備已經(jīng)被植入成千上萬的人體內(nèi)。這并不意味著該策略會成功，但至少審批的道路已經(jīng)暢通。

　　關(guān)于電刺激治療是如何起作用的，以及為什么一些好處在關(guān)閉刺激器后仍然存在，目前尚存未知。越來越清楚的是，對于許多被認為是完全癱瘓的人來說，大腦中控制運動的一些神經(jīng)通路確實存在，它們只是處于休眠狀態(tài)，不能引起損傷部位下方神經(jīng)元的反應(yīng)。硬膜外刺激似乎使神經(jīng)元更容易興奮——當(dāng)面對大腦發(fā)出的移動腳趾或開始走路的信號時，神經(jīng)元更容易興奮。

　　圖 | Rob Summers 和其他人的重新站立和行走需要輔助和密切監(jiān)控，這也只是他們報告所經(jīng)歷的好處之一（來源：Nature）

　　至于為什么有些參與者會持續(xù)受益，有兩種可能的解釋。電刺激可以讓個人通過鍛煉更充分地參與康復(fù)，加強肌肉和神經(jīng)聯(lián)系；或者它可能促進神經(jīng)的可塑性，這有助于重新連接損傷周圍的神經(jīng)回路。這是一種特別誘人的可能性，因為隨著時間的推移，這可能意味著有改進的潛力。

　　盡管如此，研究人員仍未確定誰會從這個過程中受益最多。Harkema 說，在路易斯維爾被植入的 20 人都恢復(fù)了一些自主運動。但在 Tansey 看來，并不是每個脊髓損傷的人都能得到改善。他想要找到一種方法來篩選個體，因為在脊柱內(nèi)植入醫(yī)療設(shè)備并不是一件小事，是有風(fēng)險的。

　　雖然這種刺激器已被美國食品和藥物管理局（FDA）批準用于治療慢性疼痛，但它們偶爾會產(chǎn)生危險的副作用。接受者報告說，他們被震驚、燒傷或遭受神經(jīng)損傷，導(dǎo)致肌肉無力，甚至癱瘓。美聯(lián)社 2018 年的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自 2008 年以來，電刺激器已收到近 8 萬份受傷報告，超過了除胰島素泵和金屬髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)外的任何其他醫(yī)療器械。

　　這也可能是脊髓損傷患者特有的風(fēng)險，他們更容易受到感染，骨密度通常較低。在 Harkema 的團隊的最新研究中，一名參與者的髖關(guān)節(jié)骨折。

　　報告中也有一些難以解釋的問題。

　　2015 年，患有脊髓損傷的 Xander Mozejewski 加入了 Edgerton 的一項試驗，以測試非侵入性 “經(jīng)皮” 刺激的效果。后來，他的下半身開始感到痙攣和疼痛，并逐漸加重。2016 年，醫(yī)生植入了一種硬膜外刺激器，試圖控制痙攣，但該設(shè)備似乎讓情況變得更糟，Mozejewski 最終將其移除。2018 年，他對加州大學(xué)洛杉磯分校、Edgerton、神經(jīng)恢復(fù)技術(shù)公司（NeuroRecovery Technologies）以及其他公司提起醫(yī)療事故訴訟。

　　Edgerton 與他人共同創(chuàng)辦了這家位于加州圣胡安卡皮斯特拉諾（San Juan Capistrano）的公司。這起案件仍在審理中，但在向 Nature 雜志提供的一份聲明中，神經(jīng)再生技術(shù)公司的首席執(zhí)行官 Nick Terrafranca 說：“該刺激器已用于 60 多名研究參與者，沒有直接與使用該公司開發(fā)和提供的設(shè)備相關(guān)的不良事件報告?！盩erraFranca 補充說，該公司記錄的副作用，包括肌肉痙攣，“本質(zhì)上是短暫的”。

　　Harkema 的研究也受到了一些批評。2015 年，她的一位同事給路易斯維爾大學(xué)的機構(gòu)審查委員會、人類受試者保護計劃（Human Subjects Protection Program）和美國國家殘疾、獨立生活與康復(fù)研究所（National Institute on Disability, Independent Living and Rehabilitation Research, NIDILRR）寫信，表達了對 Harkema 的四項研究的擔(dān)憂。

　　一項內(nèi)部調(diào)查顯示，這些科學(xué)家未能跟蹤和監(jiān)測不良事件，偏離了研究方案，記錄有誤。結(jié)果，NIDILRR 取消了其中一項研究的資助。這項研究花費 91.4 萬美元，研究肌肉松弛劑和跑步機訓(xùn)練對脊髓損傷患者的影響。美國人類研究保護辦公室（US Office for Human Research Protections）也進行了調(diào)查，但沒有對 Harkema 實施制裁。該機構(gòu)表示，Harkema 團隊采取的糾正措施已經(jīng)充分解決了不遵守規(guī)定的問題。

　　Harkema 承認她的團隊并沒有很好地保存記錄，但是她否認了所有關(guān)于嚴重錯誤行為的指控。

　　Harkema 的研究一直在快速進行。新澤西州的克里斯托弗和達納里夫基金會 (Christopher & Dana Reeve Foundation) 正在路易斯維爾的實驗室里支持對另外 36 名患者進行硬膜外刺激試驗。截至 7 月，已有 11 人被植入刺激器。

　　盲目與樂觀

　　對新療法的需求，也催生了脊髓損傷醫(yī)療旅游產(chǎn)業(yè)。在曼谷，世界醫(yī)療中心醫(yī)院（World Medical Center Hospital）向任何符合醫(yī)院標準并能負擔(dān)得起 7 萬美元以上價格的人提供硬膜外麻醉。

　　這家醫(yī)院隸屬于一家名為 Unique Access Medical (UAM)的公司，病人服務(wù)主管 Henning Kalwa 表示，截至今年 7 月，這家醫(yī)院已經(jīng)進行了 70 例植入手術(shù)。Kalwa 在領(lǐng)英的一篇公開帖子中寫道，“當(dāng)神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的其他同事還在忙著研究、試驗的時候，F(xiàn)DA 在尋求治療截癱和四肢麻痹的過程中，UAM 已經(jīng)成功地治療了病人?！?/p>

　　Courtine 警告脊髓損傷患者不要在臨床試驗外進行硬膜外刺激治療。他曾看到刺激器被植入了錯誤的位置，他指出，即使是最頂尖的科學(xué)家也沒有就如何配置刺激和訓(xùn)練達成一致。“現(xiàn)在還為時過早，”他說。

　　Tansey 擔(dān)心，在突然出現(xiàn)的各種診所，盲目接受可能不起作用的未經(jīng)監(jiān)管的硬膜外刺激或干細胞治療，可能會將嚴肅的研究半途而廢。

　　對科學(xué)家來說，重點仍然是進行研究。對于如何推動科學(xué)進步，每個小組似乎都有自己的想法。

　　Harkema 的團隊繼續(xù)為 Reeve 資助的研究招募參與者，她還開始了一個研究刺激和訓(xùn)練對腸道和膀胱功能有影響的項目。

　　與此同時，Courting 在荷蘭埃因霍溫聯(lián)合創(chuàng)辦了一家名為 GTX medical 的公司，為脊髓損傷患者開發(fā)一種定制的刺激器，他希望這項技術(shù)能在幾年內(nèi)問世。

　　他的團隊還開展了一項研究，對 20 名康復(fù)不到一個月的患者進行硬膜外刺激試驗。他說，在這些人身上，“確實有可能看到神經(jīng)系統(tǒng)的恢復(fù)”，甚至可能長出新的神經(jīng)纖維。

　　圖 | 在治療期間，Rob Summers 得到了他的服務(wù)犬 Bear 的支持（來源：Nature）

　　最初的研究結(jié)束后，Summers 離開肯塔基州，在美國各地奔波，2018 年，他搬回到路易斯維爾，參加了另一項關(guān)于站立、踏步和自主運動的研究，他現(xiàn)在正在使用他的第二臺刺激器。

　　Summers 說，這些刺激脈沖“更脆、更干凈”，每天他都覺得自己達到了一個新的里程碑。在 4 月的一個星期二的早晨，他把刺激器打開，系在腳輪上金屬框架上的吊帶上，然后開始在路易斯維爾弗雷澤康復(fù)研究所（Frazier Rehabilitation Institute） 12 樓的長廊上蹣跚而行。

　　Summers 的行走方式有驚人的進步，而且他還在不斷進步。但這仍是一個正在進行的實驗。他還不能在公園里散步，甚至不能在公寓里閑逛。

　　作為一個永遠的樂觀主義者，Summers 把電刺激看作是一種治療方法。對他來說，最大的好處是最不顯眼的改善血壓、膀胱和腸道控制、性功能和體溫調(diào)節(jié)。還有一些更瑣碎的感覺，比如一對新襪子帶來的感受?！拔夷芨杏X到它的柔軟，”他說，“我能從這些小事中找到樂趣，這太瘋狂了。”