突破:癱瘓者可重新走路

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對因脊髓受損而癱瘓的病人來說,無論多努力復健,自由行走從此是不能企及的夢。科學家鑽研多年,最近成功以植入神經裝置令右後腿癱瘓的猴子重新走路。儘管這項技術要真正投入市場還是言之尚早,卻是癱瘓病人重拾行動能力的一縷新曙光。

科學期刊 Nature 刊登研究,科學家透過在右後腳癱瘓的恒河猴的大腦運動皮質區,植入能駁通大腦與脊柱的神經義肢裝置(brain-spine interface),讓大腦訊號繞過受損脊髓部分,直達癱瘓肢體,使該恒河猴能重新走路。領導研究的瑞士聯邦理工學院神經科專家 Grégoire Courtine 對結果感到滿意:「這對我們來說是很大的驚喜。雖然牠的步姿不是最完美,但與正常步行已相差無幾。」

圖片來源:A brain–spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates / Nature
有了 BSI 裝置,脊柱受傷的恒河猴右後腿活動自如。 圖片來源:A brain–spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates/Nature

我們的一舉手一投足,都靠大腦發號司令,再由脊髓傳遞命令到相關肌肉神經,才能完成動作。脊髓受損,就像山泥傾瀉,橫斷路面,癱瘓交通,而且受損後不可修復。即使是再微小的動作命令,堆積山泥的脊髓部分就是截斷訊號的鴻溝,任你四肢肌肉完好都不能再聽命於大腦。此前科學家曾利用不用藥物及再生技術嘗試治療脊髓神經,無一起效。世界衛生組織估計,全球每年有 25 萬至 50 萬人受脊髓受損所困。

經過多種嘗試,這次科學家首次成功為脊柱受傷的靈長類動物回復行動能力。研究人員先後為兩隻恒河猴做手術,破壞控制他們右後腿的神經,其後分別在 6 日及 14 日後為牠們植入無線 BSI 裝置,結果 3 個月後兩隻恒河猴都順利康復,行動自如。

圖片來源:Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne
拆解 BSI 裝置。 圖片來源:Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne

研究團隊花了 7 年時間研發這項技術,成品裝置分 4 個部分:(1) 腦部植入體,記錄 50 至 100 個影響恒河猴右後腳活動的神經元的活動,並實時傳送到電腦;(2) 接收神經元訊號的電腦,解讀大腦命令後再傳送到一個脈衝裝置;(3) 這裝置會產生脈衝,傳送到恒河猴脊柱底部的植入物;(4) 植入物利用脈衝刺激脊柱神經,使恒河猴的右後腿能再次活動。

參與研究的科學家對於裝置的成效寄予厚望,希望同樣技術能用於人類復健領域,不過現階段裝置在保持平衡、掌握方向、避開障礙等方面仍需微調。現時美國布朗大學已被批准利用這項技術進行人類臨床試驗,已有兩名癱瘓病人接受植入BSI 裝置,還計劃未來再在 6 名志願者身上試驗,若證明對人體安全,科學家會進一步擴大研究範圍。有份參與研究的神經外科醫生 Jocelyne Bloch 說:「這是我有生而來,第一次想像一個全身癱瘓的病人能依靠 BSI 裝置再次站起來。」

另一方面,研究的部分焦點也落在科學道德問題。雖然研究成果被視為癱瘓病人的福音,無可否認的是科學家在實驗過程刻意傷害實驗動物。事實上,因為歐美對科學道德規範嚴謹,實驗不得不移師中國。儘管歐洲才是這些研究人員的大本營,偏偏只能在科學道德規範不足的中國才能成就這項研究。