美国卡内基梅隆大学研究人员近日揭示了硬膜外脊髓刺激改善卒中后上肢功能障碍的神经机制：这一疗法通过恢复抑制性脊髓回路发挥作用，而非单纯增强无力肌肉的活性。相关成果已发表于《细胞报告医学》。
脊髓刺激已被证实可帮助卒中患者恢复运动能力，但其背后的神经机制此前一直不明。每一个自主运动都依赖拮抗肌群之间精密协调的配合——当一块肌肉收缩时，相对应的肌肉应当放松，这一过程称为交互抑制，使人体得以流畅地完成伸手取物等日常动作。卒中后，大脑损伤打乱了这些信号的传递，拮抗肌往往同时收缩，就像驾车时同时踩油门和刹车，导致动作迟缓、不协调且费力。
研究团队在三名长期卒中后上肢无力的患者身上植入了临时硬膜外电极，在29天内让参与者反复完成向左、向右和向前的伸手任务，同时测量手臂运动、肌肉活动、脊髓反射及运动神经元的放电模式。
结果显示，施加轻度电刺激后，参与者的伸手动作变得更快、更流畅，且拮抗肌的激活程度同步降低。通过记录单个运动神经元的放电活动，研究团队证实脊髓刺激直接激活了抑制性回路，从而抑制了不必要的肌肉活动。
论文共同作者、博士候选人Luigi Borda指出，这一发现具有偶然性："我们最初预期刺激会'增强'肱三头肌的活性。然而，我们发现了一个更为重要的结果：最大的影响实际上是降低了肱二头肌的过度活跃。"这一发现从根本上改变了研究团队的策略——从单纯增强无力肌肉转向重新平衡整个神经回路以恢复手臂功能。
论文通讯作者、卡内基梅隆大学机械工程与神经科学教授Doug Weber表示："长期以来，相关研究聚焦于利用刺激增强无力肌肉，但卒中幸存者往往面临双重挑战：既有过于无力的肌肉，也有过度活跃的肌肉。我们的研究证明，靶向脊髓刺激可以同时解决这两个问题，重新平衡神经系统以恢复流畅运动。"
Weber还表示，这项研究作为首个对慢性瘫痪患者手臂运动产生即时改善效果的神经调控技术，标志着卒中康复的一个转折点。理解这一机制有助于研究人员通过靶向特定神经回路来优化未来的刺激策略，而非仅仅增加肌肉激活程度。将脊髓刺激与物理治疗相结合，有望进一步提升患者的长期康复效果，并为卒中、脊髓损伤等疾病的治疗开辟新的可能。
参考文献：Luigi Borda et al, Spinal cord stimulation modulates post-synaptic inhibition to improve arm neuromotor control after chronic stroke, Cell Reports Medicine (2026). DOI: 10.1016/j.xcrm.2026.102925
编辑：王洪
排版：李丽
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