闭环迷走神经刺激联合康复训练，脊髓损伤患者功能恢复有望！

时间：2025年5月22日

来源：Nature

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为探索慢性不完全颈脊髓损伤（SCI）康复新策略，研究人员开展闭环迷走神经刺激（CLV）联合强化任务导向训练的双盲 sham 对照研究。发现 19 例患者经 12 周治疗后，臂手力量及日常生活能力显著提升，提示 CLV 或为 SCI 康复提供新方向。

脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）是严重的神经系统创伤，常导致患者运动、感觉功能障碍，严重影响生活质量。尽管数十年研究探索了多种治疗手段，但慢性期 SCI 患者的功能恢复仍是临床难题。传统单一疗法效果有限，而神经可塑性的激活需要多模式协同干预，如何通过精准调控神经环路促进受损网络的功能重建成为关键挑战。在此背景下，美国德克萨斯大学达拉斯分校（The University of Texas at Dallas）等机构的研究人员开展了闭环迷走神经刺激（closed-loop vagus nerve stimulation, CLV）联合强化康复训练的研究，相关成果发表于《Nature》，为 SCI 康复提供了新思路。

研究团队开发了集成式双元件系统，包括基于力和运动传感器的游戏化物理治疗设备，以及小型化植入式迷走神经刺激装置。该研究纳入 19 例慢性不完全颈 SCI 患者（美国脊髓损伤协会损伤量表 AIS B/C/D 级），采用双盲 sham 对照设计，随机分为接受 18 次 CLV 治疗组（n=10）和 sham 刺激组（n=9），随后所有患者均接受 36 次 CLV 治疗。主要评估指标包括上肢功能评分（GRASSP）、捏力、腕部扭矩及日常生活能力（Jebsen–Taylor 测试）等。

研究使用的关键技术包括：① 个性化康复训练系统：通过传感器实时采集运动参数，将训练融入多样化电子游戏，动态调整任务难度（如速度、力量阈值），实现 “量身定制” 的高强度训练；② 小型化植入式 VNS 设备：体积仅为传统系统的 1/50，通过无线实时算法触发刺激，确保与运动同步；③ 自动化闭环算法：基于运动表现动态调整刺激阈值，优化神经调节与运动训练的时间耦合。

研究结果

1. CLV 显著改善上肢功能与力量

经 36 次治疗后，18/19 例患者捏力平均增加 936±247 g（393±102%），13/19 例患者腕部扭矩增加 28.5±16.8 N?cm（152±87%）。GRASSP 评分平均提升 4.1±1.5 分（P=0.01），且 36 次治疗组效果约为 18 次治疗组的 2 倍，提示疗效具有剂量依赖性。

2. 运动不完全损伤患者响应更佳

运动不完全损伤（AIS C/D）患者中，7/13 例 GRASSP 评分提升≥6 分，而运动完全损伤（AIS B）患者仅 1/6 例有显著改善。多因素分析显示，治疗响应与损伤完整性、基线肌力及掌侧 / 背侧感觉保留相关（R2=0.6, P=0.009）。

3. 日常生活能力与安全性验证

Jebsen–Taylor 测试评分提升 7.5±3.1 分（P=0.03），脊髓独立性量表（SCIM-III）中手臂功能相关项目显著改善（+1.3±0.7 分，P=0.04）。研究期间无严重设备相关不良事件，心率、血压等指标无显著变化，证实 CLV 的安全性。

4. 闭环刺激的神经调控机制

CLV 通过实时耦合运动与迷走神经刺激，触发中枢神经系统内乙酰胆碱、去甲肾上腺素和 5 - 羟色胺的快速释放，利用 “突触 eligibility 痕迹” 增强康复激活网络的可塑性。自动化算法触发的刺激精度显著高于手动操作，确保神经调节的时效性与特异性。

结论与讨论

本研究首次在人类中验证 CLV 对慢性不完全颈 SCI 的疗效，证实其通过神经可塑性机制显著改善上肢功能，且安全性良好。尽管运动完全损伤患者响应有限，但运动不完全损伤群体的显著获益为精准分层治疗提供了依据。研究结果挑战了 “SCI 慢性期功能恢复停滞” 的传统观念，为开发新型神经调控康复技术奠定了基础。未来需进一步优化刺激参数、扩大样本量，并探索生物标志物以实现个体化治疗。CLV 作为一种多模式协同策略，有望成为 SCI 神经康复的重要突破方向。