9名瘫痪患者恢复了行走能力，科学家发现了负责行走的神经元

9名脊椎受伤的患者在接受电刺激后再次行走，这使得研究人员能够精确定位可能导致他们恢复的神经元。

　　

科学家们现在对我们的身体对脊髓损伤的反应以及可能指导脊髓恢复的特定细胞有了更好的了解。在11月9日发表在《Nature》杂志上的一项研究中，研究人员跟踪了9名接受电刺激方案的瘫痪患者，这些患者恢复了行走能力，并将他们的发现与接受类似治疗的小鼠进行了比较。在动物模型中，研究小组发现了两个神经群体，它们似乎在损伤后指挥神经细胞之间的连接重新布线。如果这些神经元在人类中起着同样的作用，这可能会导致针对脊髓损伤的更有针对性的治疗。

2018年，科学家们首次认识到，刺激受伤部位附近的神经——这一过程被称为硬膜外电刺激(EES)——可以缓解脊髓损伤后的疼痛，并在结合强化物理治疗时恢复他们的行走能力。但专家们表示，尽管这种方法是少数具有显著临床效果的方法之一，但人们从未完全清楚EES是如何起作用的。

为了探索治疗的机制基础，瑞士联邦理工学院洛桑的神经科学家Grégoire Courtine是2018年研究的一部分，他和他的同事跟踪了9名患者，他们接受了5个月的EES、物理治疗和康复方案。6名患者在受伤后仍保留了一些腿部感觉，但其中3名患者腰部以下完全瘫痪。在整个治疗过程中，研究小组绘制了每个患者的神经细胞活动图。随着每个人的进展和恢复行走能力，受伤部位附近的神经活动水平下降。然而，这对团队来说并不意外。Courtine告诉《Nature》杂志，这反映了学习过程中大脑发生的事情。他说:“当你学习一项任务时，你看到的就是这样——当你做得更好时，被激活的神经元会越来越少。”洛桑大学的合著者Jocelyne Bloch指出，在脊髓损伤后，身体会有很多“混乱的活动”。康复过程“组织了细胞网络，你实际上增加了特定类型细胞的活性，而其他所有细胞都没有被激活。”

总之，这些发现向研究小组表明，可能有一个神经元子集负责协调一个人的恢复。科学家们决定在小鼠身上研究这个想法，在动物身上诱导脊髓损伤，并模拟其恢复过程，试图重现他们的发现。当他们将鼠版本的EES应用于后肢瘫痪的小鼠时，他们看到了在人类身上看到的同样的活动减弱。

接下来，研究人员测量了小鼠脊髓组织中神经元群体的基因表达，根据它们的表达谱将神经元分类为子集。通过使用机器学习算法，研究小组能够绘制出与人类患者康复轨迹中不同阶段对应的基因表达变化。

科学家根据基因表达谱确定了36个不同的神经元亚群，并绘制了它们在脊髓下部的分布。

具体来说，该算法确定了兴奋性间神经元(连接运动神经元和感觉神经元的神经细胞)的两个亚群，它们表达了遗传标记Vsx2和Hoxa10，作为动物恢复的潜在驱动因素。当科学家们应用光遗传学使这些细胞失活时，小鼠失去了走路的能力，只有当这些细胞被激活时，它们才能恢复走路的能力。在没有脊髓损伤的小鼠中，沉默这些细胞没有任何作用，这表明这些细胞只在受伤后才对运动至关重要。

昆士兰大学研究脊髓损伤的神经学家Marc Ruitenberg没有参与这项研究，说这些发现给脊髓损伤患者带来的希望“令人难以置信”。

其他研究人员的解释更为谨慎。加州索尔克生物研究所的神经科学家Eiman Azim告诉《Nature》杂志，我们还没有能够像操纵小鼠神经元那样操纵人类神经元的技术，因此目前还不可能收集到直接证据，证明EES在人类身上诱发了同样的变化。他说，尽管如此，他怀疑可能是相同的神经元导致了研究小组在患者身上看到的效果，因为脊椎动物的脊椎结构非常相似。

Courtine启动了一家名为ONWARD的初创公司，将该技术商业化，并计划在2024年在美国招募患者进行新的试验。该小组的一些成员，包括Courtine，以前曾使用EES恢复非人类灵长类动物的手臂运动和握力，Courtine说他有兴趣看看EES能否恢复因受伤而失去的其他功能，如膀胱和肠道控制，或性行为能力。