顶尖高校背书，连发多篇Nature论文，教授创业让中风瘫痪患者重新“动”起来

发布日期：2024-09-19 17:21

来源类型：新浪娱乐 | 作者：功旭东

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随着全球老龄化的加剧，以及提高生活质量需求的不断增长，神经调控赛道迎来了前所未有的发展机遇。

从深脑刺激治疗帕金森病到脊髓电刺激缓解慢性疼痛，再到迷走神经刺激对难治性抑郁症的突破，神经调控技术正以其独特的治疗机制，为众多传统医学难以触及的疾病领域带来新的希望。

就如中风后的运动康复，一直以来都是倍受关注的方向。此前，在这一领域曾出现过多种康复方案，如针灸刺激、康复机器人等，不仅需要数以年计的时间进行治疗，同时还康复的效果也存在不确定性。

在2024年，初创神经技术公司Reach Neuro宣布，Avantis系统获得FDA突破性设备认定，该系统利用向脊髓传递的小电脉冲，来帮助患有慢性中风导致运动障碍的患者恢复肩膀、手臂和手部的运动。这项技术或将改变中风后运动康复的现状。

脊髓刺激刺激，

让瘫痪患者一天内“站”起来

2021年《柳叶刀-神经病学》全球中风负担及其风险因素的最新报告显示，在全球范围内25岁以上的成年人中，有四分之一的人在一生中会经历中风，其中 75% 的人会在手臂和手的运动控制方面存在长期缺陷。这将严重影响患者的正常生活。

从2014年起，匹兹堡大学脊髓刺激实验室主任Marco Capogrosso博士及卡内基梅隆大学科研团队便一直致力于通过脊髓刺激法帮助中风瘫痪患者进行康复。

Marco Capogrosso博士重点关注可支持用于感觉和运动应用的外围和中枢神经接口设计的计算框架，曾参与开发能够恢复患有脊髓损伤动物和人类自主运动控制能力的脑脊髓接口。在2016年，Marco Capogrosso团队开发了首个无线大脑和脊髓植入物，帮助脊髓损伤的猴子重新有能力控制瘫痪的四肢并再次行走。这为后续运动康复研究打下基础。

经过六年时间，无线大脑和脊髓植入物得到了进一步升级，并通过了安全性测试。于是，团队开始尝试将设备应用于人体。

值得一提的是，此时Marco Capogrosso团队新增了两位得力干将，即瑞士洛桑联邦理工学院的Jocelyne Bloch博士和Gregoire Courtine博士。这两位博士曾开发了一款电刺激设备，成功帮助四肢瘫痪患者自然控制腿部在站立、行走、爬楼梯甚至是经过复杂地形时的运动。

在团队合作下，他们将植入电刺激设备与人工智能相结合，最终是实现了通过硬膜外电刺激帮助脊髓损伤完全瘫痪患者在一天之内恢复行动能力。

这项技术的成功，为瘫痪后运动康复提供了新策略。如今Jocelyne Bloch博士和Gregoire Courtine博士已经成立了公司，并在尝试将这一技术商业化，推广至临床。

两所顶尖高校合力孵化，解决750万中风患者瘫痪问题

至此，Marco Capogrosso的研究一直集中在下肢康复方向，但中风患者上肢瘫痪的问题确实更为普遍且复杂。在日常生活中，手与手臂的运动会比腿部更为精细化， 并需要较强的协调能力，才能够正常运动，满足日常需要。这需要对神经进行更为个性化且精准的刺激才能够实现。

在硬膜外电刺激试验成功后，Marco Capogrosso便将目光转移至上肢运动恢复。在研究后发现，中风患者普遍上肢运动能力受损，主要是因为皮质脊髓束受到损伤，破坏了皮层以及控制手臂和手运动的颈脊髓回路之间的连接。

然而，通常情况下患者并非所有的皮质脊髓束均失效，仍有部分神经能够正常使用，但因为无法正常控制肌肉运动而被忽视。以此为契机，Marco Capogrosso试图通过放大剩余皮质脊髓束的能力，来恢复患者自主运动。

2022年，团队对脊髓电刺激技术再次进行了打磨，并提炼出了可以连接大脑和脊髓健康神经的技术。通过这项技术，团队实现了利用外部电刺激控制手臂肌肉，并恢复了三只猴子部分瘫痪的手臂运动能力。这项具有开创性意义的研究结果被发表在了知名的学术期刊《Nature Neuroscience》上。

这项研究结果指出，电刺激脊髓健康神经的方式能够有效提高运动的力量和质量，为未来应用至临床带来了可能。在此之后，团队便将研究的方向转移至临床运动康复方向，希望通过电刺激的方式帮助更多瘫痪患者恢复运动能力。

2023年，Marco Capogrosso团队宣布，脊髓电刺激技术已经成功应用至人体。数据显示，这项技术能够立即改善中风患者手臂和手部的活动能力，甚至在移除植入刺激装置，带给患者的神经刺激依旧能够持续，使受中度至重度中风影响的人能够更轻松地进行正常的日常活动。

颈脊髓硬膜外刺激治疗中风后上肢麻痹论文（图源：naturemedicine）

在匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的联合孵化下，Marco Capogrosso团队成立了企业Reach Neuro，并对脊髓电刺激技术进行了商业化，起名为Avantis。

Avantis仅由两根导线和刺激器组成，通过将导线放置在脊髓表面来传递电脉冲，便可激活脊髓内的神经细胞，使得患者上肢恢复运动功能。在2023年4月，Avantis获得了FDA的突破性设备认定，可迅速进入临床。据FDA预估，Avantis可以解决近750万美国人因中风而导致残疾的问题。

各大器械巨头，

入局神经刺激赛道

自2019年开始，神经调控领域便成为各大器械巨头争相布局的热门赛道。美敦力、雅培、波科、LivaNova、Nevro、Nuvectra、NeuroPace等几乎垄断了神经调控大片市场。

神经调控的技术路径主要分为三类，即脊髓刺激、脑深部刺激和迷走神经刺激，涵盖的适应症却包括了胃部疾病、膀胱功能障碍、运动功能障碍、癫痫、心因性疾病等十余种。

神经调控技术广泛的应用前景，以及随技术不断创新的特性，使其在今日也备受关注。据数据统计，这一赛道市场规模在2024年预计达到61.2亿美元，预计到2029年将增长至92.6亿美元。

而国内神经调控领域发展也颇为迅速。以Reach Neuro关注的运动康复为例，目前品驰医疗和景昱医疗已有通过脑深部电刺激，治疗帕金森病等运动障碍疾病的产品，获批NMPA三类医疗器械。

而在研究领域，国内科研人员主要集中对脑神经进行刺激，创新研发了多靶区磁刺激技术、经颅电刺激技术、经颅磁刺激等神经刺激法。一些国产神经刺激产品已经走出国门，获得了海外市场的认可。如英智科技自主研发的M系列经颅磁刺激仪，在2023年获得FDA的Class Ⅱ批准，用于治疗重度抑郁障碍，成为首个获得美国FDA批准的国产经颅磁刺激仪品牌。

不可否认，神经刺激技术正在成为医疗健康产业中的一个热点领域。而未来，随着相关技术的不断成熟和应用领域的拓展，这项技术有望实现更多的突破，并为患者带来更多的治疗选择。

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