·研究人員開發了一種脊椎植入物，可以向脊髓輸送電刺激，大大改善了一名晚期帕金森氏症患者的活動能力。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於其他帕金森氏症患者。
·「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椎植入物，可以向脊髓輸送電刺激，大大改善了一名晚期帕金森氏症患者的活動能力，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。"
《中華神經科雜誌》於2023年8月發表的一篇文章介紹，帕金森氏症（Parkinson′s Disease，PD）是第二常見的神經退化性疾病，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500萬人。其臨床特徵包括以運動遲緩、靜止性震顫、肌強直和姿勢平衡障礙為主的運動症狀，和嗅覺減退、自主神經功能障礙、睡眠障礙、憂鬱和認知障礙等非運動症狀。隨著帕金森氏症患者年齡的增長與疾病的進展，其運動症狀與非運動症狀會逐漸加重，可致患者殘疾，對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，它適用於這位患者，但未必適用於另一位患者，而且長期的效果也不清楚。但無論如何，在目前揭露的案例上，效果是非常驚人的。」復旦大學複雜體系多尺度研究院首任院長、上海人工智慧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學、計算生物學及結構生物學，致力於發展針對生物體系研究的人工智慧計算方法，並將其與實驗手段結合，解決複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，如果脊椎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。"
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脊椎植入物改善晚期帕金森氏症患者活動能力。影片：澎湃新聞記者胡逸璠(02:15)
"現在，我什至不再害怕樓梯了"
這次參與試驗的患者名為馬克‧高蒂爾（Marc Gauthier），現年62歲，已與帕金森氏症共同生活近30年。高蒂爾以前是建築師，還是法國波爾多（Bordeaux）附近小鎮的鎮長。
過去，他接受過巴金森氏症的標準治療方法，包括多巴胺替代療法和腦部深部電刺激（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氏症症狀，如震顫和僵硬。
最近，他罹患了嚴重的行走障礙，DBS也無濟於事。 「我幾乎再也走不動了，每天都會摔倒好幾次。在某些情況下，例如進入電梯，我會踩在原地，就像我在那裡被凍住了一樣。」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衝發生器組成，可向脊髓的特定區域傳遞電脈衝，以激活功能障礙的神經元迴路。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感測器，收集他行走缺陷和模式的數據，然後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。透過針對性的脊髓刺激編程，該裝置可以即時適應高蒂爾的運動。
高蒂爾的行走障礙很快就消失，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，經常待在家裡，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，我什至不再害怕樓梯了。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：「不同於帕金森氏症的常規治療，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椎區域，而這個區域似乎沒有直接受到帕金森氏症的影響。"
他說：「開發一種'神經假體'，電刺激脊髓以矯正帕金森氏症患者的運動障礙，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，顯示已成功將前述技術應用於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。
"我們的專長在於了解如何刺激脊髓，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於將這種理解和技術應用於帕金森氏症。"
需要更大規模的研究
根據《今日美國》報道，布洛赫表示，這種刺激器類似於幾十年來用於治療神經性疼痛的刺激器，儘管它必須精確定位，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衝。 「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，此裝置植入的位置較淺，刺激量也不大，安全風險較可控制。但長期的電刺激會不會導致患者對其"麻痺"，需要長期的安全性評估。
根據前述《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。
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，由於該試驗只對一個人進行了測試，因此尚不清楚這種方法是否適用於其他帕金森氏症患者。 「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於現有的標準療法。過去已有數十項研究測試了脊髓刺激能否改善帕金森氏症患者的步態，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名帕金森氏症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名帕金森氏症患者進行脊髓刺激療法，更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，考廷和布洛赫也測試了單獨的脊髓刺激療法和脊髓刺激與DBS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訊號特徵。這些數據可以用於一種回饋模式，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/
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