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導    語

周圍神經(jīng)病變（PN）是糖尿病最常見的并發(fā)癥，導致感覺喪失及相關(guān)健康問題，如疼痛和跌倒風險增加。然而，現(xiàn)有治療方法僅能部分控制其后果，無法恢復感覺。對此，蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究團隊提出了一種用于神經(jīng)病變靶向感覺恢復的可穿戴無創(chuàng)神經(jīng)假體，能夠?qū)ξ词軗p的神經(jīng)部分提供有針對性的神經(jīng)刺激。相關(guān)成果已發(fā)表在《Nature Communication》上。

1、研究背景

周圍神經(jīng)病變是一種緩慢進展的神經(jīng)退行性疾病，首先影響長的感覺軸突，導致感覺喪失和疼痛，隨后影響自主神經(jīng)和大直徑運動軸突。周圍神經(jīng)病變可能導致嚴重健康后果，如足部潰瘍和神經(jīng)性疼痛，常導致抑郁、焦慮和睡眠障礙，降低生活質(zhì)量。盡管如此，治療選擇有限，現(xiàn)有藥物主要針對已形成的潰瘍，而非病因機制，無法改善步態(tài)和平衡問題?；謴透杏X反饋有潛力打破這一惡性循環(huán)，帶來健康和功能上的益處。然而，在非截肢周圍神經(jīng)病變患者中，感覺反饋恢復的研究有限?，F(xiàn)有方法如振動反饋和電刺激存在局限性，難以在功能任務中整合新信息。本研究旨在開發(fā)一種用于神經(jīng)病變靶向感覺恢復的可穿戴無創(chuàng)神經(jīng)假體，通過淺表刺激獲得腳部的軀體感覺。

2、研究概述

研究人員設計了一種可穿戴的感覺神經(jīng)假體（NeuroStep），通過在踝關(guān)節(jié)水平提供針對性的神經(jīng)刺激來恢復喪失的感覺。在一項可行性研究中，他們對14名周圍神經(jīng)病變受試者進行了測試，評估其在實時任務中的功能結(jié)果和疼痛，以及與引發(fā)感覺相關(guān)的皮層激活。研究人員通過在踝關(guān)節(jié)水平刺激受損神經(jīng)，使用專門設計的神經(jīng)假體襪在足部不同位置提供體感投射場。他們通過心理測量客觀評估周圍神經(jīng)病變受損神經(jīng)對注入電荷的感知閾值和刺激敏感性，并將其與健康受試者的測量結(jié)果進行比較。隨后，他們測試了該神經(jīng)假體在動態(tài)恢復喪失的足部感覺和改善與日常生活活動相關(guān)的功能任務中的移動能力。為了理解這些人工恢復的感覺在大腦中的處理方式，特別是在初級體感皮層（S1）中的處理，研究人員使用了功能性磁共振成像（fMRI）。他們探討了通過在近端神經(jīng)水平進行神經(jīng)刺激恢復的體感感覺，是否激活了與直接刺激足部時相同的S1區(qū)域。最后，他們還評估了使用NeuroStep系統(tǒng)一天后報告的神經(jīng)性疼痛。

圖1. NeuroStep系統(tǒng)

（圖片來自原文）

研究發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)通過專門校準的神經(jīng)刺激，在所有受試者中部分恢復了喪失的感覺，盡管周圍神經(jīng)病變神經(jīng)的敏感性低于健康神經(jīng)（N=22）。受試者的步伐和功能性步態(tài)得到改善，并在一天后報告神經(jīng)性疼痛減輕?；謴偷母杏X激活了類似于自然足部感覺的皮層模式。NeuroStep在周圍神經(jīng)病變受試者中恢復了實時直觀的感覺，有潛力提升功能和健康結(jié)果，同時推進有效的非侵入性神經(jīng)調(diào)節(jié)。

圖2.  周圍神經(jīng)病變受試者的感覺恢復步驟

（圖片來自原文）

3、研究意義

本研究中，研究人員設計并驗證了一種名為NeuroStep的可穿戴非侵入性感覺神經(jīng)假體，旨在解決周圍神經(jīng)病變患者的感覺喪失問題。通過專門開發(fā)的神經(jīng)刺激技術(shù)，證明了在周圍神經(jīng)病變患者中恢復喪失的足部感覺的可行性。研究結(jié)果顯示，使用這種體感神經(jīng)假體可以改善PN患者的步態(tài)功能，并降低跌倒風險。盡管非侵入性電刺激尚未能完全恢復自然觸覺，但其在安全性、成本和避免手術(shù)并發(fā)癥方面具有優(yōu)勢。此外，該技術(shù)的直觀性和潛在的健康益處為其在周圍神經(jīng)病變患者中的應用提供了廣闊前景。

參考文獻：

Gozzi N, Chee L, Odermatt I, et al. Wearable non-invasive neuroprosthesis for targeted sensory restoration in neuropathy[J]. Nature Communication, 2024, 15:10840.