脊髓损伤（Spinal cord injury）的影响是多维且深远的。患者不仅失去了对下肢运动的控制能力，更失去了来自肢体的外周感觉反馈（Sensory feedback）。在人类行走等复杂的协调运动中，运动输出与感觉输入的实时闭环缺一不可，这也是许多单向刺激疗法难以实现自然步态的瓶颈。
近日，由布朗大学（Brown University）、罗德岛医院（Rhode Island Hospital）及普罗维登斯退伍军人事务部（VA Providence）组成的跨学科团队在《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上发表研究。他们通过在三名全瘫（Complete spinal cord injury）患者脊髓损伤部位的上方和下方同时植入电极阵列，成功恢复了受损部位的双向通讯。
技术核心：跨越病灶的“上下并举”与双向闭环
这项临床试验的突破性在于改变了以往仅刺激受损部位下方的单一模式，转而采用“双阵列合围”方案：
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下方刺激（运动激活）： 在损伤部位下方的硬膜外空间植入电极，用于传递模拟步态模式的电脉冲，激活下肢肌肉群。
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上方刺激（感觉替代）： 在损伤部位上方（仍与大脑相连的神经区域）植入电极。通过感觉替代（Sensory replacement）方案，将下肢的空间位置信息转化为患者可感知的躯干电刺激。
“这是首次在全瘫患者身上同时演示同步的运动刺激与感觉反馈，”该研究通讯作者、布朗大学工程系副教授 David Borton 表示，“这是朝向完全跨越脊髓损伤鸿沟目标迈出的重要一步。”
算法赋能：“DJ控制台”与机器学习的协同搜索
为了在海量的电刺激参数中找到最适合每个个体的模式，研究团队引入了创新的交互式系统：
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“DJ台（DJ board）”交互： 参与者通过旋钮和滑块，自主微调刺激的部位、频率和强度。这种让患者参与搜索过程的方法，不仅提高了准确性，还增强了康复过程的互动性。
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机器学习优化： 由于可能的刺激组合空间极其巨大，研究团队利用机器学习模型对“DJ台”产生的数据进行优化。算法能快速匹配所需的肌肉活动与最佳刺激参数，实现了刺激方案的高度个性化。
认知重塑：当胸部的“触感”转化为脚下的“坐标”
由于通往大脑的原始感觉神经已离断，研究者采用了“感觉替代”策略。参与者通过训练，学会将损伤上方（如胸部、背部）接收到的特定电刺激感，重新解读为下肢的关节角度或触地瞬间。
实验核心证据：
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盲测高精度： 在蒙眼状态下，志愿者能根据电刺激强度的变化，以极高准确率报告其膝关节的弯曲角度。
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实时步态协同： 在减重支架和物理治疗师的辅助下，志愿者在跑步机上行走时，不仅能驱动肌肉迈步，还能实时感知脚部触地的瞬间。一位志愿者描述道：“虽然我感觉不到脚掌，但我能通过胸部的反馈（指出位置）知道脚什么时候踩下去了。”
临床前景：迈向真实世界的独立生活
此次试验未报告任何与植入设备相关的严重不良反应，为后续长期、居家环境下的临床研究扫清了障碍。
罗德岛医院神经外科医生 Jared Fridley 指出：“通过同时恢复运动激活和有意义的感觉反馈，我们正在从单一的功能恢复转向协调的、有目的的运动。这是 neurotechnology（神经技术）转化为重症脊髓损伤患者现实独立生活的关键一步。”
目前，该团队已计划开展更长期的居家环境测试。Borton 教授认为，这种双向协同刺激不仅能即时辅助运动，长期应用更有望通过加强受损部位上下的神经关联，产生深远的康复生物学效应。
参考文献：Perilesional neuromodulation replaces lost sensorimotor function in persons with spinal cord injury, Nature Biomedical Engineering (2026). DOI: 10.1038/s41551-026-01627-5
编辑：王洪
排版：李丽
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