·研究人員開發了一種脊柱植入物，可以向脊髓輸送電刺激，極大地改善了一名晚期帕金森病患者的活動能力。但目前該試驗只對一個人進行了測試，尚不清楚這種方法是否適用于其他帕金森病患者。

·“這種方法的發展前景是非常大的。如果脊柱上的神經中樞全部斷掉了，現有的方法無法將它們重新連接。如果他們能夠搭一座‘橋’繞過去，是非常了不起的。這種探索性的嘗試非常值得做，希望國內的神經外科也能跟上。”

當地時間11月6日，《自然-醫學》（Nature Medicine）發布的一項研究顯示，瑞士洛桑聯邦理工學院（Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne，EPFL）的研究人員開發了一種脊柱植入物，可以向脊髓輸送電刺激，極大地改善了一名晚期帕金森病患者的活動能力，使其可以流暢地行走，這種治療效果已經持續了兩年。

論文的主要作者、EPFL的神經外科醫生喬斯林·布洛赫（Jocelyne Bloch）說:“目前還沒有治療帕金森病晚期出現的嚴重步態問題的方法，所以看到他能走路讓人印象深刻。”

《中華神經科雜志》于2023年8月發表的一篇文章介紹，帕金森病（Parkinson′s Disease，PD）是第二常見的神經退行性疾病，在中國65歲以上老年人中的患病率為1.7%，2030年中國患病人數或達500萬。其臨床特征包括以運動遲緩、靜止性震顫、肌強直和姿勢平衡障礙為主的運動癥狀，和嗅覺減退、自主神經功能障礙、睡眠障礙、抑郁和認知障礙等非運動癥狀。隨著帕金森病患者年齡的增長與疾病的進展，其運動癥狀與非運動癥狀會逐漸加重，可致患者殘疾，給患者和社會帶來極大的負擔。

“正如作者們本人所說，這項研究目前最大的問題是應用的案例不多，它適用于這位患者，但未必適用于另一位患者，而且長期的效果也不清楚。但無論如何，在目前披露的個例上，效果是非常驚人的。”復旦大學復雜體系多尺度研究院首任院長、上海人工智能實驗室領軍科學家馬劍鵬向澎湃科技表示。

馬劍鵬的研究方向為生物物理、計算生物學及結構生物學，致力于發展針對生物體系研究的人工智能計算方法，將其與實驗手段相結合，解決復雜生物體系中的重要問題。“我認為這種方法的發展前景是非常大的。神經科學最難的問題之一就是，如果脊柱上的神經中樞全部斷掉了，現有的方法無法將它們重新連接。如果他們能夠搭一座‘橋’繞過去，是非常了不起的。”

此次參與試驗的患者名為馬克·高蒂爾（Marc Gauthier），現年62歲，已經與帕金森病共同生活近30年。高蒂爾以前是一名建筑師，還是法國波爾多（Bordeaux）附近小鎮的鎮長。

過去，他接受過帕金森病的標準治療方法，包括多巴胺替代療法和腦深部電刺激（DBS）療法。2004年，他接受了DBS治療，醫生將一種“神經假體”植入他的大腦深處，幫助他減輕了一些帕金森病癥狀，如震顫和僵硬。

最近，他患上了嚴重的行走障礙，DBS也無濟于事。“我幾乎再也走不動了，每天都會摔倒好幾次。在某些情況下，比如進入電梯，我會踩在原地，就像我在那里被凍住了一樣。”高蒂爾說。

兩年前，EPFL的神經科學家格雷瓜爾?考廷（Grégoire Courtine）團隊在洛桑大學醫院（CHUV）為高蒂爾進行了精密的“神經假體”植入手術，該“神經假體”由一個緊靠在脊髓上、控制行走的電極場和一個植入腹部皮膚下的電脈沖發生器組成，可向脊髓的特定區域傳遞電脈沖，以激活功能障礙的神經元回路。植入的位置是高蒂爾的下背部，腰骶（指臀部上緣水平面的脊椎及以下的所有脊椎骨）脊髓的上方。

為對高蒂爾進行個性化刺激，考廷在他的腿和腳上安裝了傳感器，收集他行走缺陷和模式的數據，然后配置電刺激來補償他的功能障礙，包括膝關節伸展無力或臀部肌肉收縮等問題。通過針對性的脊髓刺激編程，該裝置可以實時適應高蒂爾的運動。

高蒂爾的行走障礙很快消失，目前，他每天約使用“神經假體”8小時，只有在長時間坐下或睡覺時才會關閉。

高蒂爾說:“三年前我被迫停止工作，經常待在家里，不可能走進一家商店。現在這種情況不會再發生了。我早上打開刺激，晚上關閉。它讓我走得更好，更穩定。現在，我甚至不再害怕樓梯了。每個星期天我都會去湖邊，步行約6公里。這太不可思議了。”

該技術的開發者考廷解釋：“不同于帕金森病的常規治療，它們針對受到產生多巴胺的神經元喪失的直接影響的大腦區域，該‘神經假體’針對負責在行走時激活腿部肌肉的脊柱區域，而這個區域似乎沒有直接受到帕金森病的影響。”

他說：“開發一種‘神經假體’，電刺激脊髓以矯正帕金森病患者的運動障礙，是多年來研究脊髓損傷引起的癱瘓的治療方式的結果。”2018年10月31日，該研究小組在《自然》（Nature）發表論文，表明已經成功將前述技術應用于因脊髓損傷而癱瘓的患者身上，使他們能自己站立，甚至可以短距離行走。

“我們的專長在于了解如何刺激脊髓，以便非常精確地調整腿部運動。”考廷（Grégoire Courtine)說，“這項研究的新穎之處在于將這種理解和技術應用于帕金森癥。”

需要更大規模的研究

據《今日美國》報道，布洛赫表示，這種刺激器類似于幾十年來用于治療神經性疼痛的刺激器，盡管它必須精確定位，但植入手術很簡單。

困難的部分是在正確的時間和地點傳遞能量脈沖。“如果你用錯誤的方式、錯誤的模式和錯誤的參數刺激，真的會擾亂步態。”洛桑大學醫院神經調控專家愛德華多·馬丁·莫羅德（Eduardo Martin Moraud）說。

馬劍鵬表示，與DBS相比，該裝置植入的位置比較淺，刺激量也不大，安全風險比較可控。但長期的電刺激會不會導致患者對其“麻痹”，需要長期的安全性評估。

據前述《今日美國》報道，隨著疾病的進展，考廷預計他們將不得不重新調整設備，以防止每個患者病情倒退。

該報道還稱，兩名未參與這項工作的研究人員也表示，他們唯一擔心的是，結果可能是可變的。他們想了解它是否對每個人都足夠有效，或者是否需要更多的侵入性技術來獲得每個患者所需的特定數據。

目前，由于該試驗只對一個人進行了測試，尚不清楚這種方法是否適用于其他帕金森病患者。“下一步將是進行隨機對照試驗。”美國路易斯維爾大學（University of Louisville）神經科學家蘇珊?哈克瑪（Susan Harkema）表示，她主要從事脊髓損傷患者刺激療法研究。

哈克瑪說，這篇論文中沒有充分的數據證明這種方法將優于現有的標準療法。過去已有數十項研究測試了脊髓刺激能否改善帕金森病患者的步態，但大多數研究只有少數參與者，因此療效仍具有不確定性。“這個領域迫切需要更大規模的研究。”她說。

莫羅德表示，其研究團隊已在第2名帕金森病患者身上植入該裝置，該患者顯示出早期進展跡象，研究人員尚未寫下結果。他們計劃再對6名帕金森病患者進行脊髓刺激療法，更好地了解患者對刺激的反應有何不同，以及有些人是否根本不會受益。

在這項研究中，考廷和布洛赫還測試了單獨的脊髓刺激療法和脊髓刺激與DBS相結合的療法，他們發現這兩種刺激物的組合產生了最好的效果。

更先進的DBS系統可以記錄大腦活動，因此研究人員正在研究一種策略，利用這些記錄來了解步態凍結的電信號特征。這些數據可以用于一種反饋模式，以便在腿部最需要的時候刺激脊髓。

“這種探索性的嘗試非常值得做。希望國內的神經外科也能跟上，這是一個很好的理念，而具體的安全性等問題，未來可以慢慢研究。”馬劍鵬說。

參考文獻：

1.  https://www.nature.com/articles/d41586-023-03452-1

2.  https://mp.weixin.qq.com/s/9ugGAOT6VOZ2w2v3WuiQGQ

3.  https://actu.epfl.ch/news/parkinson-s-disease-a-neuroprosthetic-to-correct-w/

4.  https://www.usatoday.com/story/news/health/2023/11/06/spinal-cord-implant-improves-parkinsons-disease/71419899007/