來源：中華醫(yī)學(xué)信息導(dǎo)報
脊髓損傷（SCI）作為一類世界范圍內(nèi)高發(fā)致殘疾病，常導(dǎo)致患者運動和感覺功能的受損。目前對于SCI的治療仍是全球性的醫(yī)療棘手問題。如何最大程度地恢復(fù)SCI患者的運動功能，一直是臨床研究的熱點和難點問題。在過去的幾十年，眾多研究者們嘗試了各種方法如細(xì)胞移植、神經(jīng)營養(yǎng)藥物和組織工程技術(shù)等來修復(fù)SCI，但這些治療措施在臨床上療效欠佳。目前臨床上除了脊髓減壓、穩(wěn)定脊柱以及傷后8 h大劑量甲潑尼龍治療外，對于SCI仍然缺乏有效的治療手段。我們分析當(dāng)前SCI治療的困境，發(fā)現(xiàn)以往的這些研究多集中在SCI局部區(qū)域，而忽視了與脊髓結(jié)構(gòu)和功能緊密相連的大腦。過去眾多文獻(xiàn)告訴我們：軸突損傷后，軸突的再生和修復(fù)主要依賴于神經(jīng)元胞體的作用。而皮質(zhì)脊髓束是由大腦運動皮層的錐體細(xì)胞發(fā)出的軸突組成，因而防止SCI后大腦運動皮層神經(jīng)元的損傷，是促進(jìn)受損的皮質(zhì)脊髓束再生和修復(fù)的重要條件?；诖?，我們推測大腦運動皮層的結(jié)構(gòu)或功能變化，將會對SCI后運動功能的恢復(fù)起著重要的作用。
2015年發(fā)表在Science 雜志上的一篇文章（Sawada M，et al. Science，2015，350：98-101）證實了我們之前的推論。日本Yukio Nishimura領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊以猴子為研究對象，對大腦在SCI后的功能作用進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，在SCI的早期康復(fù)中，大腦運動皮層的活性起著至關(guān)重要的作用。但動物實驗畢竟不能真實反映人體的情況，SCI患者是否存在大腦結(jié)構(gòu)和功能的改變，同時這種改變對患者的運動功能恢復(fù)起著何種作用？針對此問題，我們從2012年起就利用神經(jīng)影像學(xué)先進(jìn)的功能磁共振影像（fMRI）技術(shù)，對SCI后患者的大腦結(jié)構(gòu)和功能改變情況展開了系統(tǒng)研究。我們首先采集了25例早期SCI患者和25例年齡、性別匹配的健康對照者的三維磁化準(zhǔn)備快速梯度回波結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、腦白質(zhì)擴(kuò)散張量成像數(shù)據(jù)及fMRI數(shù)據(jù)。
我們通過fMRI檢查發(fā)現(xiàn)，SCI患者在損傷早期雙側(cè)初級感覺運動皮層神經(jīng)元活性降低（低頻振蕩振幅降低），而雙側(cè)小腦的神經(jīng)元活性增強（低頻振蕩振幅增高）。同時雙側(cè)大腦半球間初級感覺運動皮層之間的功能聯(lián)系減弱，而大腦半球內(nèi)部一些和運動相關(guān)的腦區(qū)（初級感覺運動皮層、運動前區(qū)、輔助運動區(qū)、丘腦和小腦）功能聯(lián)系增強。我們推測，SCI后由于上行感覺纖維和下行運動傳導(dǎo)束的中斷，使大腦的運動感覺中樞神經(jīng)元處于一種低活性狀態(tài)，但初級運動中樞會加強和其他運動中樞（運動前區(qū)、輔助運動區(qū)、丘腦和小腦）的聯(lián)系，這種自發(fā)代償作用在SCI的早期功能恢復(fù)中起著重要作用。以上結(jié)果被Neuroscience 雜志當(dāng)作封面文章在2014年進(jìn)行了重點報道（Hou JM& Sun TS.Neuroscience，2014，277： 446-454）。
SCI后雙側(cè)運動皮層功能活性減低是否是由于相應(yīng)區(qū)域神經(jīng)元的損傷導(dǎo)致的呢？為此，我們利用結(jié)構(gòu)磁共振對運動皮層的厚度進(jìn)行了分析。我們發(fā)現(xiàn)，SCI患者大腦萎縮的區(qū)域主要位于雙側(cè)初級運動皮層、初級感覺皮層、輔助運動區(qū)和丘腦（HouJM& SunTS.Neuroscience，2014，266：208-215），和我們發(fā)現(xiàn)的功能減低區(qū)域基本一致，大體上可以說明SCI后運動中樞功能減低是由神經(jīng)元的萎縮或死亡導(dǎo)致的。
為了進(jìn)一步探索大腦運動中樞萎縮對患者的功能恢復(fù)有著何種影響，我們對上述SCI患者進(jìn)行長達(dá)6個月的隨訪，根據(jù)患者入院6個月后的運動功能恢復(fù)程度，將脊髓患者分為兩個亞組：恢復(fù)較好組和恢復(fù)較差組。我們發(fā)現(xiàn)，SCI恢復(fù)較好組和恢復(fù)較差組均存在著雙側(cè)初級運動皮層（M1）的萎縮，但恢復(fù)較差組的萎縮程度更嚴(yán)重。同時SCI患者6個月時的運動恢復(fù)率和右側(cè)初級運動皮層的腦白質(zhì)FA值（r =0.76，P <0.001）、右側(cè)大腦輔助運動區(qū)的灰質(zhì)體積（r =0.75，p=""><>
以上結(jié)果說明，SCI患者損傷區(qū)域以上部位結(jié)構(gòu)越完整，運動功能恢復(fù)越好（Hou JM&SunTS.Neuroimage,2015:MajorRevise）?？傊ㄟ^以上實驗基本可以說明，SCI后大腦運動皮層的完整性對SCI患者的功能恢復(fù)有著至關(guān)重要的作用，大腦運動皮層損傷越小，患者的運動功能恢復(fù)越好。但對于SCI后大腦運動皮層損傷的機(jī)制，目前還并不清楚，需要進(jìn)一步深入研究。我們在國家自然基金項目的資助下（批準(zhǔn)號：81301679），初步發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞激活在運動皮層的損傷中起著重要作用。
總之，我們的實驗數(shù)據(jù)表明，SCI早期即可導(dǎo)致大腦運動皮層厚度的萎縮、皮質(zhì)脊髓束的脫髓鞘改變和腦功能的重塑。SCI患者大腦運動中樞完整性越高，患者運動功能恢復(fù)越好；以上部位萎縮越嚴(yán)重，患者運動功能恢復(fù)越差。這些發(fā)現(xiàn)說明，SCI后大腦的退行性改變對患者的運動功能恢復(fù)起著重要的阻礙作用。未來的研究不僅要修復(fù)受損的脊髓，還要預(yù)防或逆轉(zhuǎn)大腦的這種結(jié)構(gòu)性損傷，尤其是大腦運動中樞的萎縮。
