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電擊療法或助脊髓損傷患者重獲行動能力

2018/11/1 — 18:06

資料圖片,圖片來源:Christopher & Dana Reeve Foundation 片段截圖

資料圖片,圖片來源:Christopher & Dana Reeve Foundation 片段截圖

步行對脊髓損傷患者或許遙不可及,但最近有研究人員成功利用電擊療法,讓患者重新控制腿部肌肉,甚至重新步行。研究已刊於《自然》。

脊髓損傷會影響腦部與脊髓之間的神經元連繫,患者脊髓創傷以下位置出現行動及感官困難,嚴重的甚至會癱瘓。雖然大部份患者都尚有部份運動神經元連接著,但仍未足以讓正常行動。蘇黎世聯邦理工學院神經義肢及腦部意識研究中心研究人員 Gregoire Courtine 就嘗試利用硬膜外電擊療法 (epidural electrical stimulation) ,進一步刺激這類運動神經元,放大大腦傳送的訊號。

為達至此效果,研究人員先找出步行或者伸直雙腿等活動是由脊髓哪一部份負責。之後,他們再將電擊儀器移植至三位損傷程度不同的實驗參加者體內。每部儀器亦會根據之前發現脊髓在步行時的神經訊號模式和位置,在參加者嘗試走路時,透過儀器刺激神經元活動。Courtine 指,參加者在兩日內已習慣使用儀器,而在一個星期內,參加者也開始在助行器協助後,都開始可以行走。

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參加者在訓練 5 個月後行動能力逐漸有改善,甚至在關閉儀器後仍然能有一定行動能力。兩位參加者可以依靠著手杖自行步行,其中一位更可在無輔助情況下走到幾步。另外一位情況最嚴重的參加者則可躺在地上移動到曾經癱瘓的腳。

今次研究並非首個以電擊療法改善脊髓損傷患者步行。今年九月,也有研究報告指,參加者在接受 43 星期訓練和電擊後可在跑步機上步行。另外,美國路易維爾大學研究人員 Claudia Angeli 亦指出,4 位參加實驗的患者中,有 2 位在接受連續硬膜外電擊療法,加上接受 15–85 星期訓練後,可使用輔助裝置步行。此些研究與 Courtine 研發的最大分別,是前者是以連續不斷的電流刺激神經元,而後者則是根據特定行為,而刺激相應神經元,訊號會較為準確。

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然而,類似方法未必能在所有脊髓損傷患者中使用,而現時樣本數仍然低,未必能反映實際效果是否理想。未有參與研究的倫敦帝國學院神經科醫生 Simone Di Giovanni 接受《自然》訪問時表示,他相信科技在未來將可廣泛使用,但現時仍未能確定相關方法是否能幫助傷害較嚴重病人重獲行動能力,需要更多研究跟進了解。 

來源:
Nature, Three people with spinal-cord injuries regain control of their leg muscles, 31 October 2018

報告:
Formento, E., Minassian, K., Wagner, F., Mignardot, J.B., Le Goff-Mignardot, C.G., Rowald, A., .... & Courtine, G. (2018). Electrical spinal cord stimulation must preserve proprioception to enable locomotion in humans with spinal cord injury. Nature Neuroscience, Published Online. DOI: 10.1038/s41593-018-0262-6

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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