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人類的神經系統即便受到嚴重的脊髓損傷,數年後仍有機會恢復。

只有你能讓自己停在原地:脊隨損傷重生之路

  近期《科學報告(Scientific Report)》內研究指出,一研究受試者長期給予脊隨硬膜外刺激(spinal cord epidural stimutation, scES)、並接受以活動為基礎(activity-based)的訓練後,動作功能終獲恢復(recovery of motor function)。路易斯維爾大學(University of Louisville)肯塔基脊隨損傷研究中心(Kentucky Spinal Cord Injury Research Center, KSCIRC)的教授兼副主任哈克瑪(Susan Harkema)與他的團隊,針對受試者進行34.5個月的訓練後,個案下肢動作控制大量恢復,且不需scES協助便能獨立執行站立。

 
[圖一]脊隨損傷的病人其損傷層級(level)以下的部位動作受影響,甚至癱瘓。(Pixabay)

漫長訓練,讓彼此互相成為一盞明燈。

  KSCIRC研究4位運動功能完全受損的慢性化脊隨損傷個案,每日給予1小時以活動為基礎的訓練,在使用scES將電訊號以植入裝置派送至脊椎運動神經元後,請個案在scES作用時執行相對輕微的下肢自主動作。研究以此模式為主,先訓練數月的站立活動後、再進行數月的踩踏訓練(training of step)。經過9個月完整訓練,受試者之一米亞斯(Andrew Meas)返家持續執行以活動為基礎的站立訓練;1年後,返回實驗室接受3個月修訂版的活動訓練課程,一樣每日1小時、也以硬膜外刺激輔助,但站立與踩踏訓練皆要訓練。整個實驗過程結束後,團隊對個案進行評測,發現米亞斯能自主伸直膝蓋,且髖部屈曲的動作亦得到改善。此外,他可以在上肢及輕度協助下站立,並維持站立姿勢、甚至單腳站立,過程中都不再使用硬膜外刺激

  整個實驗過程結束後,團隊對個案進行評測,發現米亞斯能自主伸直膝蓋,且髖部屈曲的動作亦得到改善。此外,他可以在上肢及輕度協助下站立,並維持站立姿勢、甚至單腳站立,過程中都不再使用硬膜外刺激

 
[圖二]持續的運動能為神經帶來刺激,也能累積信心!Pixabay

你只是缺乏刺激──越挫越勇的神經系統

  路易斯維爾大學神經外科系(UofL Department of Neurological Surgery)助理教授羅傑(Enrico Rejc)表示,團隊發現個案僅受8個月輔以硬膜外刺激之活動為基礎的訓練,並沒有改善他的狀況,他們仍需要刺激協助。於是,團隊請個案在家練習數月後,返回實驗室嘗試不同的訓練計劃,結果卻意外地好!個案不僅不再需要刺激的幫忙,站立平衡的部分也只稍使用雙手即能達成控制。研究認為,軸突細胞(axons)由還具有功能的上半部往損傷的下半部萌芽,加上活動為基礎的訓練與scES的輔助促使脊隨內的神經元連結重塑,種種機制使米亞斯恢復了他的移行功能(mobility)。

 

[圖三]人類的神經系統韌性無比,只是需要多一些練習。(Pixabay)

肉長在自己身上,動起來啊!

  哈克瑪說,即便完全下肢癱瘓數年的個案,也能藉活動相關的可塑性來重建主動動作控制與站立的功能。這個發現讓個案(甚至是最嚴重的個案)不再只是學習如何以代償策略(compensatory strategy)來實現功能,也大大提升復元為基礎(recovery-based)的復健之可能性與機會。另外,受試者自己付諸的努力也是復元的關鍵因素,因為在修訂版活動中、米亞斯非常用心地操作動作任務、積極完成動作輸出。意即,米亞斯因為他的積極,使得脊隨持續受到刺激,最終產生了令人驚喜的結果。

普遍認為傷後一年、慢性化的病人理當不會提升太多功能。然而這次研究也證明了一點──羅傑說道:「人類的神經系統比我們想得還要『有擋頭』啊!」

.資訊來源
Individual with complete spinal cord injury regains voluntary motor function, Science Daily.
.參考資料
Enrico Rejc, Claudia A. Angeli, Darryn Atkinson, Susan J. Harkema. Motor recovery after activity-based training with spinal cord epidural stimulation in a chronic motor complete paraplegic. Scientific Reports, 2017 

 
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