脊椎刺激仪的轻柔刺激有助于治疗帕金森氏症

NEURORESTORE/JIMMY RAVIER/CHATEAU DE CHILLON MONTREUX/VEYTAUX

Marc Gauthier36岁时被诊断出患有帕金森氏症。44岁时，居住在法国佩萨克的Marc接受了一种大脑深层刺激装置的治疗，该装置有助于控制手臂的震颤。随着年龄的增长，这种疾病使Marc走路困难失去平衡，每天最多摔倒五六次。

2021年，61岁的Marc接受了一项实验性医疗手术，恢复了行动能力。瑞士洛桑瑞士联邦理工学院神经恢复小组的科学家和医生通过手术在Marc的脊椎内植入了一系列硬膜外电极。这些电极可以刺激Marc脊椎中的神经元，使他控制步态和平衡的神经和肌肉的功能恢复近似于他患帕金森氏症之前。该团队在11月6日发表在《自然医学》杂志（https://www.nature.com/articles/s41591-023-02584-1.epdf?sharing_token=ILNsOZoiB8tS1sEM2Hu7lNRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0OMRTST_poI5arFNNiZb8df_p9zbQHXA1_nUgvZHMk1OxJIkO0P-yWWOhWt5IcVA6w2dKTGnegelPuJIxeXGXirUH1EsYx2SWW6FP0lPHbM4p3ErvL94aFG1BYYWcMk86XHQZLb3Vku0OJNUARoJMHeY-gsg2cjpLmui52sC5vPOevOv-COXINEldd8LL3Q_mg%3D&tracking_referrer=spectrum.ieee.org）上的一篇论文中记录了这一过程。

帕金森病是一种神经系统疾病，其特征是运动控制逐渐丧失。虽然这种疾病在每个人身上的发展都不一样，但帕金森氏症通常会导致整个神经系统无法产生神经递质多巴胺，并失去传递多巴胺的神经元。这些多巴胺能神经元是许多大脑功能所必需的，包括精细运动控制。随着这些神经元的丧失，帕金森氏症患者会出现通常与该疾病相关的震颤。

为了抵消这些震颤，EPFL的研究团队开发了一种新的干预措施：对患者脊椎进行有针对性的电刺激。研究人员此前曾成功地将相同的刺激器系统用于脊柱损伤患者。研究小组发现，在帕金森氏症的灵长类动物模型中，对脊髓进行调整的电刺激模式可以使行动能力受损的灵长类恢复平稳步态。然后，该团队试图将这些结果转化为临床治疗，并通过与洛桑和布尔多医学界的联系，在Marc这里找到了一位自愿的参与者。“他从不害怕，”研究人员兼神经恢复小组成员Eduardo Moraud说，“从某种意义上说，他非常勇敢。”

这项技术的工作原理是电刺激脊柱上被称为背根神经节的结构，感觉神经从身体的四肢返回脊柱。通常情况下，背根协调肌肉的微妙平衡，以实现平稳、轻松的行走。硬膜外刺激器通过刺激背神经节的神经元，使这些反射驱动电路像帕金森病发作前一样工作。“你在利用脊髓的电路，”Moraud说，“脊髓在为你做这件事。”

刺激器阵列——一个排列成两列的电极垫——通过手术插入Marc的脊髓后部。该阵列的定位是专门刺激最直接控制Marc步态的背神经节。一旦插入脊椎和脊髓之间，刺激器就被固定在附近的脊椎上，以将其固定到位。

经过手术植入和数月的身体康复，Marc已经恢复了平稳、可控的行走能力。该设备能够根据情况提供不同的刺激模式。标准模式是一种持续的刺激，以补偿Marc的基线失衡。虽然这种基线刺激足以让Marc以轻松的速度行走，但刺激器系统可以帮助完成更费力的腿部运动——爬楼梯、从椅子上站起来或在不平坦的地形上行走——补充刺激模式由Marc脚上和腿上的一组传感器收集的信号驱动，这些传感器测量Marc的预期运动。

在最近的一次新闻发布会上，Marc通过翻译说道：“20年前，当我接受了大脑深层刺激植入物时，我经历了第一次重生。两年前，我接受了脊椎刺激器，经历了第二次重生。我现在可以更加自信地走路了，日常生活也有了重大的改善。”

在Michael J. Fox帕金森病研究基金会和医疗设备开发商Onward的支持下，EPFL的研究团队希望从明年初开始，在另外六名患者中重复这种治疗。