脊髓刺激可立即改善中风后的手臂活动能力

匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的研究人员报告说，一种刺激脊髓的神经技术可立即改善手臂和手的活动能力，使中度至重度中风患者能够更轻松地进行日常活动今天在自然医学。

一对类似意大利面条的薄金属电极沿着颈部植入，与完整的神经回路接合，使中风患者能够完全打开和合上拳头、将手臂举过头顶或使用叉子和刀子切一块牛排以备不时之需多年来的第一次。

“我们发现，对特定脊髓区域进行电刺激可以使患者以没有刺激时无法做到的方式移动他们的手臂。也许更有趣的是，我们发现在使用几周后，当刺激关闭时，其中一些改进会持续存在，这表明中风治疗的未来令人兴奋的途径，”相应的共同资深作者 Marco Capogrosso 博士说。 D.，皮特神经外科助理教授。“由于多年来积累的临床前研究，我们已经开发出一种实用、易于使用的刺激方案，该方案采用了 FDA 批准的现有临床技术，可以轻松转化为医院，并迅速从实验室转移到诊所”

谈到中风，医生预测一个严峻的未来：在全球范围内，每四分之一 25 岁以上的成年人一生中都会患上中风，其中 75% 的人会在手臂和手的运动控制方面出现持久性缺陷，严重程度限制他们的身体自主权。

目前，没有任何治疗方法可以有效治疗所谓的慢性中风阶段的瘫痪，该阶段在中风事件发生后大约六个月开始。研究人员表示，这项新技术有可能为患有永久性残障的人们带来希望。

“为中风后受运动障碍影响的人创造有效的神经康复解决方案变得越来越紧迫，”高级合著者、皮特大学物理医学和康复助理教授 Elvira Pirondini 博士说。“即使中风导致的轻度缺陷也会使人们与社交和职业生活隔绝，并变得非常虚弱，手臂和手部的运动障碍尤其费力并阻碍简单的日常活动，例如写作、吃饭和穿衣。”

脊髓刺激技术使用一组放置在脊髓表面的电极来传递电脉冲，激活脊髓内的神经细胞。该技术已被用于治疗严重的持续性疼痛。此外，世界各地的多个研究小组表明，脊髓刺激可用于在脊髓损伤后恢复腿部运动。

但人手独特的灵巧性，加上手臂在肩部的大范围运动以及控制手臂和手的神经信号的复杂性，增加了一系列明显更高的挑战。

经过多年广泛的临床前研究，包括对患有部分手臂麻痹的猕猴进行计算机建模和动物测试，研究人员获准在人类中测试这种优化疗法。

“来自手臂和手的感觉神经向脊髓中控制肢体肌肉的运动神经元发送信号，”共同资深作者、卡内基神经科学研究所机械工程教授 Douglas Weber 博士说。梅隆大学。“通过刺激这些感觉神经，我们可以增强因中风而变弱的肌肉的活动。重要的是，患者可以完全控制自己的运动：刺激是辅助性的，只有在患者尝试运动时才会加强肌肉激活。”

在针对个别患者的一系列测试中，刺激使参与者能够执行不同复杂性的任务，从移动空心金属圆筒到抓取常见的家用物品，例如一罐汤，再到开锁。临床评估表明，针对颈神经根的刺激会立即改善手臂和手的力量、运动范围和功能。

出乎意料的是，刺激的效果似乎比科学家最初认为的更持久，甚至在设备被移除后仍然存在，这表明它既可以用作上肢恢复的辅助方法，也可以用作恢复方法。事实上，刺激的直接影响使得能够进行高强度的体育锻炼，而这反过来又可以在没有刺激的情况下带来更强大的长期改善。

展望未来，研究人员将继续招募更多的试验参与者，以了解哪些中风患者可以从这种疗法中获益最多，以及如何针对不同的严重程度优化刺激方案。

此外，皮特和 CMU 创立的初创公司 Reach Neuro 正在努力将该疗法转化为临床应用。

Reach Neuro Inc. 的 Marc Powell 博士;Nikhil Verma，理学士，卡内基梅隆大学;和皮特大学的 Erynn Sorensen, BS 是共同第一作者。该研究的其他作者是 Erick Carranza, BS, Amy Boos, MS, Daryl Fields, MD, Ph.D., Souvik Roy, ​​BS, Scott Ensel, BS, Jeffrey Balzer, Ph.D., Robert Friedlander, MD, George Wittenberg, MD, Ph.D., Lee Fisher, Ph.D., 和 Peter Gerszten, MD, 都是 Pitt 的;Beatrice Barra，纽约大学博士;Jeff Goldsmith，哥伦比亚大学博士;和约翰霍普金斯大学的 John Krakauer 博士。

本新闻稿中报道的研究得到了 NIH BRAIN Initiative 的支持，奖励编号为 UG3NS123135。内容完全由作者负责，并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。皮特大学神经外科系和物理医学与康复系，以及卡内基梅隆大学机械工程系和神经科学研究所提供了额外的研究支持。

博士。Capogrosso、Gerszten 和 Pirondini 在 Reach Neuro, Inc. 拥有经济利益，该公司对本研究中正在评估的技术感兴趣。这些财务利益冲突已由匹兹堡大学根据其研究利益冲突政策进行审查和管理。