瘫痪病人竟然能走路了,科技进步真的在加速!瑞士神经科学家意外发现脑部一个原本不怎么相关的区域,竟然能够帮助脊柱损伤患者恢复部分行走能力,甚至爬楼梯,并且是重新激活神经链接,这个项令人振奋的突破发表在12月2日《自然-医学》杂志上。
神秘大脑区域被发现,竟能帮助行走!
近年来,脑科学的研究取得了许多令人瞩目的进展。最让人意外的是,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的神经科学家们发现,大脑一个原本并不以“行走”著称的区域——外侧下丘脑(lateral hypothalamus,简称LH),竟然在瘫痪患者的恢复中扮演着重要角色。
外侧下丘脑这个名字听起来有些晦涩,它通常与动机和激励等心理功能相关。但通过一项全新的技术,研究人员发现,当这个区域的神经元被激活时,可以重新唤醒已经“休眠”的脊髓神经纤维,从而帮助患者恢复部分行走能力。
这一发现是意外的。科学家们原本认为,这个区域与运动无关,没想到它竟然能帮助控制脊髓中的运动神经,恢复丧失的功能。
深脑刺激:让瘫痪患者重拾走路的希望
为了验证这一发现,科学家们将“深脑刺激(DBS)”技术应用到外侧下丘脑。这项技术通过植入电极,在大脑特定区域提供微弱的电流,激活目标神经元的活动。
这项技术首先在实验小鼠和大鼠中取得了惊人的效果。研究人员发现,当深脑刺激激活外侧下丘脑时,脊髓损伤的动物们行走能力得到了显著提高。
之后科学家们将这种技术应用到了两位真人患者身上,他们此前因脊髓损伤而无法行走,一直依赖轮椅,结果令人震撼!
两位患者经过手术植入电极并启动深脑刺激后,在短短几天内就开始尝试走路,甚至可以爬楼梯!这对他们来说简直是奇迹般的变化。
患者的亲身体验:从轮椅到走路
其中一位患者沃尔夫冈·耶格(Wolfgang Jaeger),54岁,曾因滑雪事故导致脊椎骨折,失去了行走能力。在接受深脑刺激治疗两年后,他开始能够独立站立,走短距离,甚至爬楼梯。他说:如果我想,我可以走一小段路,爬上下楼梯,或者在厨房站起来拿东西。这项技术进步越来越快,我相信未来我不再需要轮椅。
而另一位女性患者则说,电极安装到位并接受刺激,我立刻就感觉到我的腿有了知觉!刺激增加的时候,我甚至有了走路的冲动!这种突破不仅仅是恢复行走那么简单,它象征着一种新的治疗方向——通过激活大脑的不同区域,帮助恢复失去的功能。
最重要的是,即使关闭深脑刺激,他们步行情况的改善仍然存在,这表明这项技术具有长期的影响。
为何外侧下丘脑如此重要?
那么,外侧下丘脑到底有什么神奇之处呢?科学家们发现,外侧下丘脑不仅仅负责激励我们的行为,还能调动其他脑区发出信号,推动脊髓中的运动神经进行协调。这些神经连接是脊髓损伤后依然残留的,但往往需要大脑的帮助才能重新启动。
通过深脑刺激,科学家们有效地激活了这些潜在的神经连接,从而在不完全损伤的情况下恢复了患者的部分运动能力。这一发现揭示了大脑和脊髓之间更复杂、更深层次的关系,远远超出了我们以前的理解。
未来展望:与脊髓植入技术结合
虽然目前的研究成果已经非常令人兴奋,但这项技术仍处于初步阶段。科学家们希望将深脑刺激与脊髓植入技术结合,进一步提高恢复效果,通过同时刺激大脑和脊髓,患者或许能够恢复更长时间的行走,甚至恢复更高质量的运动功能。
这项研究不仅为脊髓损伤患者带来了新的希望,也为我们了解大脑如何调控运动功能打开了一扇新的大门。如果将来能够广泛应用,深脑刺激技术可能成为治疗脊髓损伤的革命性手段,帮助数以百万计的患者重新获得独立生活的能力。
神经科学的新纪元
这项突破性研究让我们看到了神经科学研究的无限可能,因为通过深脑刺激,我们不仅仅是在修复脊髓,更是在重新激活大脑与脊髓之间的沟通桥梁。这一发现可能标志着瘫痪治疗新纪元的到来,不仅给患者带来了希望,也为科学家们提供了无穷的探索空间。
参考文献:
Cho, N., Squair, J.W., Aureli, V. et al. Hypothalamic deep brain stimulation augments walking after spinal cord injury. Nat Med (2024). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03306-x