【一念一改變】癱瘓者行走不再是神蹟:脊髓植入起搏器 受傷神經可再生 
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【一念一改變】癱瘓者行走不再是神蹟:脊髓植入起搏器 受傷神經可再生 

22.09.2019
圖片由勞力士提供

「你以後也不能走路。」每一個因為脊髓嚴重受損,失去行走能力的病人,都曾經被這句說話打入絕望的黑洞。在五到十年之後,醫生可能要習慣一套新的說詞──「只要接受一個小手術,在脊髓植入電流起博器,密集訓練六個月至一年之後,你可以靠自己站立及步行,甚至恢復部分神經的功能。」

法國神經醫學專家Grégoire Courtine鑽研十五年,設計出一道無線電子「橋樑」,連接大腦與腰椎脊髓。說一句話,癱者立即能夠行走,從此不再是神蹟。

脊髓損傷 不能行走

九年前,年輕人Devi跳彈牀時失手,安全墊沒有預期般安全,他在跌落時令頸項嚴重受傷,因而失去行走能力。Grégoire在蘇黎世工作時遇上Devi,看見他被困在輪椅上,感同身受,因為Grégoire也熱中於攀岩和極限運動。「我們年紀相若,看見他失去如此重要的能力,我知道有多難過。」

癱瘓九年,Devi要穿上安全帶,靠懸掛式輔助步行器,重新學習行走。
癱瘓九年,Devi要穿上安全帶,靠懸掛式輔助步行器,重新學習行走。

脊髓負責傳送和接收大腦的行動信號,傳送到身體部位。脊髓損傷等於「路由器」失靈,大腦發出的”Wi-Fi”信號,無法與身體其他部位「連線」。可惜脊髓不是一個路由器,不能話換就換。然而,安裝另一個新的又如何呢?

Grégoire讀過數學、物理和神經科學,他想,如果能夠在脊髓安裝新的路由器,接收「大腦」的信號,再透過電流發放,是否可以令身體重新連線?

這個看似簡單的想法,實行起來,就是十五年的心血。

重建大腦信號 為身體連線

第一個問題,大腦的信號,究竟是什麼模樣?原來我們所做的每一個動作,都有一個獨特的「節奏」,由大腦負責指揮。提起大腿、踏前踏後、曲膝或站立,都有不同規律。Grégoire與實驗團隊仔細研究每一個動作,拆解腦神經的信號,終於成功譜寫各個動作的「旋律」。只消將旋律輸入一個裝置,裝置就能夠像大腦一樣,靠「樂譜」指揮每一個動作。

起搏器收到「大腦」裝置的信號,會發放電流刺激神經,再由神經將信號傳送到肌肉。
起搏器收到「大腦」裝置的信號,會發放電流刺激神經,再由神經將信號傳送到肌肉。

有了大腦的”Wi-Fi”信號,還要有「路由器」。Grégoire設計的「路由器」是一個電流貼,運作原理類近起搏器。只需要做一個小手術,將電流貼植入患者的硬脊膜,電流刺激通過脈衝配合,能夠與繫在腰間的大腦信號裝置無線連接。脊髓神經重新收到信號,就能夠再次指揮肌肉活動。

Grégoire找來七位患者參與實驗,Devi是其中一個。受傷九年以後,眼前有一個可能可以重新行走的機會,他躍躍欲試。多年未曾走路,Devi與其他患者一樣,需要接受頻密的復康治療,像小朋友一樣學習步行。

Devi起初需要穿上安全帶及體重支架,依靠懸掛式的輔助步行器,學習站立、踏前、伸展等簡單動作。「每一次治療之後,回家我都累得睡倒在牀。」Devi憶述,訓練雖然艱苦,但是他見到成果。第一次能夠自由活動雙手之後,他的進展愈來愈好。經過六個月密集訓練,Devi終於可以通過語音控制,發動電擊信號,在戶外也能靠助行器行走,步姿看起來還相當不錯。

看見Devi再次行走,Grégoire相信,生物學加上科學的創新療法,將會令更多患者「重獲自由」。
看見Devi再次行走,Grégoire相信,生物學加上科學的創新療法,將會令更多患者「重獲自由」。

「裝置是刺激神經,再由神經發放信號到肌肉,過程就如脊髓與大腦直接溝通,患者經過適當訓練,步姿會來得比較自然。」Grégoire解釋。雖然每個患者的大腦信號都有不同,但是只需要人手微調裝置設定。「每一個人都是獨特的,但是我們也沒有那麼不同。你有一個大腦,我也有一個大腦,我們之間其實有很多共通之處。」Grégoire的英文帶有濃濃的法國口音,但是他用最簡單的字句,解釋了最簡單的道理。

受損神經有機會再生

Grégoire的團隊已經協助七名長期截癱患者站立,而且能夠用拐杖步行一小段距離。雖然患者已經癱瘓七至十三年,但是有迹象顯示,因為電流刺激和密集訓練,部分人的脊髓神經再度生長。

受傷之後,肌肉能夠愈早開始工作,復原的機率就愈大。來年,Grégoire將會邀請三名癱瘓大約一年的患者,參與臨牀試驗。「受傷後的一年內開始復原訓練,神經再度生長的機會最大。」他希望,隨着實驗規模擴大,他可以在患者受傷後四星期,就開始復原訓練。

Grégoire的終極目標,是希望患者的神經再度生長之後,能夠重拾對肌肉的永久控制,不用再依賴電子「橋樑」。然而,受傷多年的患者,神經未必能夠生長太多。Grégoire正在研究,將腦部的想法直接轉換成信號。「要在我的有生之年治癒脊髓損傷,是不可能的事,但是我可以改善患者的生活質素。」

脊髓有三層膜覆蓋,硬脊膜是最外層,十分強韌,手術風險極低。
脊髓有三層膜覆蓋,硬脊膜是最外層,十分強韌,手術風險極低。

讓更多人重獲自由

雖然Grégoire的系統已經證明有效,但是需要擴大實驗規模,以及有更多臨牀結果,才有機會普及為一般治療。他預計,整個計劃需要1億美元。「現在看起來是天文數字,但是療法能夠普及的話,將會是一項數以十億元計的產業。」

Grégoire設計的系統,要價大約5萬至8萬美元,對於一般市民而言,是相當沉重的負擔。為了普及療法,他下一個挑戰是要游說保險公司承擔相關費用。一般而言,保險公司需要為脊髓受傷的病人,支付250萬美元的醫療及生活費用。Grégoire相信,保險公司會樂意承擔儀器的費用。

為了普及療法,Grégoire於2014年已成立GTX medical初創公司,並獲投資者注資4000萬美元。記者好奇問,你覺得自己是醫生還是企業家?「兩者皆是。」Grégoire笑說。他知道,要繼續研究,最好就是讓更多人知道新療法,才會得到更多資金支持。

鑽研神經科學十五年,Grégoire Courtine成功創造「神蹟」。
鑽研神經科學十五年,Grégoire Courtine成功創造「神蹟」。

為了推廣研究,他到處演講,又獲邀到TED Global分享,最近亦成為「2019年勞力士雄才偉略大獎」其中一個得主。得獎人除了獲得20萬瑞士法郎資助,更重要是獲得在全球宣傳的機會。「十年內,我希望所有患者,在脊髓受傷的翌日,就可以植入系統。日後痊癒,就可以移除裝置,享受自由自在的生活。」一念,一改變。(三之二)

圖片由勞力士提供
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