长期以来,完全性脊髓损伤(SCI)患者下肢瘫痪被认为是不可逆的,尤其在患儿中,传统康复治疗主要着眼于功能性代偿手段,如功能性电刺激、矫形器具和轮椅辅助,鲜有期望恢复其自主行走能力。然而,基础研究表明,即便在没有来自大脑的输入的情况下,脊髓仍具备生成节律性运动模式的能力,并对感觉输入有良好响应。基于这一理论,研究人员开发了“基于活动的步态训练”(ABLT)以激活损伤以下的神经肌肉系统。尽管ABLT对部分残留运动能力的患者有效,但在完全性SCI个体中效果甚微。
近年来,硬膜外脊髓电刺激(scES)与经皮脊髓电刺激(scTS)技术的进展,为神经调节提供了新的可能。已有研究显示,scES联合ABLT可促使成人完全性SCI患者恢复步行能力。scTS作为一种非侵入性替代方式,其在儿童中应用的前景尚未充分探索。
在此背景下,来自美国肯塔基州路易维尔大学脊髓损伤研究中心的专家团队发现,多模式非侵入性神经调节训练(ABLT+scTS+意图驱动)可以激活完全性脊髓损伤儿童体内残存的运动能力,使其恢复主动步行的可能。相关研究成果以“非侵入性脊髓神经调节使完全性脊髓损伤儿童实现踏步”(doi:10.1093/brain/awaf115)于2025年4月4日发表在《Brain》(IF:11.7/Q1)。
研究纳入5名平均年龄9.6±2.5岁的慢性完全性SCI儿童(4名胸段损伤,1名颈段损伤),伤后平均时间5.2年,均无自主站立或步行能力。实验设定为60次训练课程,融合ABLT、scTS与意图驱动,每周五次。训练从“重力中性”环境起始,逐步引入跑步机及地面步行训练,训练中采用多点位scTS刺激(T11、L1、Co1),刺激参数为30Hz、脉宽1ms。意图驱动训练通过视觉反馈、语言引导和趣味任务强化参与者的主观能动性。在训练前后,研究团队对参与者进行了功能神经生理评估,包括肌电图(EMG)、听觉惊跳反射(ASR)、体感诱发电位(SSEP)等多项指标,并结合步态运动学参数评估其步行能力的变化。
研究结果显示,在第一次重力中性位置的训练中,所有5名儿童(5/5)在电刺激下均出现了轻微的髋关节/膝关节屈伸交替循环运动,呈现出类似步态的模式。到第20次训练时,5名儿童的运动幅度均有明显增加(右侧髋关节活动度从10.1±15.1度提高至25.9±21.3度,右膝关节活动度从9.3±13.9度提高至39.6±29.2度,p=0.02)。在地面步行方面,儿童分别在第50次(P15)、第60次(P34)和第20次(P32、P14、P240)训练时开始出现步态表现,能够在跑步机和地面环境中自主启动并交替摆动左右双腿,无论是否伴随scTS。在训练结束后3至6个月内,所有儿童仍维持着踏步能力。家长和儿童还报告了一些意料之外的改善,如感觉增强、膀胱功能改善、本体感觉增强、协助站立、转移及穿衣能力提升。
研究通讯作者、美国肯塔基州路易维尔大学脊髓损伤研究中心Andrea L Behrman教授等人在讨论中表示,“这是首次报告患有SCI的儿童在接受60次多模式神经调控训练后,获得了发起并完成步行交替摆动阶段(从摆动前期到摆动末期)的能力。令人惊讶的是,即使在没有刺激的情况下也能完成。更令人意想不到的是,所有儿童在干预完成后的3至6个月内,能够反复发起并完成摆动阶段的步态,无论是否接受刺激。”
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