慢性不完全性脊髓损伤患者脊髓伤害性与非伤害性皮肤传入信息处理的神经机制研究

为解决慢性不完全性脊髓损伤(SCI)患者感觉运动障碍的神经机制问题，南卡罗来纳医科大学团队通过非侵入性皮肤神经电刺激技术，系统研究了脊髓对伤害性(Aδ/C纤维)与非伤害性(Aβ纤维)皮肤传入信息的处理差异。研究发现患者比目鱼肌对非伤害性刺激的反射减弱甚至出现抑制性反转，而伤害性通路激活持续性增强且具有频率依赖性，为理解SCI后痉挛和神经病理性疼痛提供了新的脊髓神经生理学证据。

　　

在慢性脊髓损伤(SCI)患者中，高达78%会出现痉挛症状，70%遭受神经病理性疼痛的困扰，这些感觉运动障碍严重影响生活质量。虽然肌肉传入反射通路的变化已被广泛研究，但关于皮肤传入信息在脊髓水平的处理机制仍存在巨大知识空白。特别令人困惑的是，为什么同样的损伤会导致非伤害性感觉功能减退与伤害性疼痛增强这两种看似矛盾的现象共存？解答这些问题对开发针对性康复策略至关重要。

南卡罗来纳医科大学医学院健康职业学院（Medical University of South Carolina, College of Health Professions）的Alan M. Phipps和Aiko K. Thompson团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次采用非侵入性电刺激方法同步评估了慢性不完全性SCI患者的脊髓伤害性与非伤害性信息处理特征。研究选择刺激支配足背的浅腓神经(SPn)、足外侧的腓肠神经(SRn)和足内侧的远端胫神经(DTn)，通过精确控制刺激强度分别激活不同直径的传入纤维（非伤害性的Aβ纤维与伤害性的Aδ/C纤维），系统测量了三头肌群的皮肤反射和疼痛阈值动态变化。

关键技术方法包括：（1）多神经靶点电刺激：采用5×感知阈值(5xPerT)和1-1.5×放射阈值(1-1.5xRT)刺激量化非伤害性反射，通过三角波调制的疼痛阈值检测评估伤害性通路；（2）中潜伏期反射(MLR)分析：在80-120ms时间窗测量三头肌（比目鱼肌、内侧腓肠肌和外侧腓肠肌）的反射反应；（3）疼痛通路持续性指标：计算上升与下降疼痛阈值差值(ΔI)；（4）临床关联分析：将神经生理指标与蒙特利尔疼痛问卷(MPQ)和改良Ashworth量表(mAS)评分相关联。

【刺激强度特征】研究发现SCI组的感知阈值(PerT)和放射阈值(RT)显著高于对照组，5xPerT刺激强度相当于疼痛阈值的46-62%，确认为非伤害性范围。1xRT和1.5xRT刺激分别覆盖疼痛阈值的47-70%，为研究非伤害性信息分级处理提供了合适强度窗口。

【非伤害性反射异常】最具突破性的发现是比目鱼肌对SPn和SRn非伤害性刺激的反射：健康人表现为稳定的兴奋性反应(0.31-0.55%M_max)，而SCI患者则出现显著减弱(-0.16至-0.19%M_max)甚至抑制性反转。这种"兴奋-抑制"极性翻转提示脊髓非伤害性处理环路发生了本质改变。值得注意的是，增加非伤害性刺激强度(1xRT vs 1.5xRT)仅在健康人引起反射幅度增强，说明SCI患者的强度分级处理能力受损。

【伤害性通路增强】疼痛阈值检测揭示SCI组的伤害性通路具有更强持续性：1s间隔刺激时，ΔI值(4.0-4.4mA)显著高于对照组(2.1-3.2mA)，且SRn和DTn刺激显示更强的频率依赖性增强。这种"一旦激活就难以关闭"的特性与临床疼痛症状高度吻合。相关性分析发现SPn的ΔI与MPQ疼痛评分呈正相关，支持该方法对疼痛评估的临床价值。

【神经环路机制】讨论部分提出了创新的"双通路失衡"模型：一方面，失去下行控制的非伤害性中间神经元兴奋性降低，导致Aβ传入信息处理减弱；另一方面，GABA能抑制减弱和伤害性传入异常发芽使Aδ/C纤维通路过度活跃。特别重要的是，SPn刺激的伤害性增强与非伤害性反射抑制呈负相关(r=-0.59)，首次在人体揭示了两条通路的功能拮抗关系。

这项研究的意义在于：（1）建立了非侵入性电刺激评估脊髓双通路功能的新范式；（2）发现比目鱼肌-SPn反射组合可作为鉴别SCI感觉障碍的敏感指标；（3）为理解痉挛与疼痛共病的脊髓机制提供了直接证据；（4）提出的"环路失衡"理论为开发靶向性神经调控疗法指明了方向。未来研究可在此基础上探索特定频率电刺激对双通路的差异化调节作用，为个性化康复提供新思路。