脊髓受伤，影响的是大脑与身体之间的信息往来。损伤局部的变化之外，发出运动指令的大脑能为恢复贡献什么？2021年4月9日发表于 Frontiers in Neuroscience 的研究，在大鼠中提高初级运动皮层（M1）兴奋性相关细胞的活动，随后观察到后肢运动表现和运动诱发响应改善，损伤区域的组织及分子标记也出现差别。研究将恢复的视角从脊髓局部延伸到脑—脊髓联系，同时留下了这些变化如何相互连接的问题。

01 / 从大脑这一端，寻找恢复的参与者

从大脑这一端，寻找恢复的参与者

M1参与把运动计划变成向下传递的指令。损伤之后，大脑的活动与连接也会重新组织。既往观察把运动皮层兴奋性与后续功能恢复联系起来，但一个脑区包含多类细胞，区域整体更活跃，并不能直接指出是哪一类细胞作出了贡献。

这项研究以M1兴奋性细胞为主要靶向，观察提高其活动后的变化。记录显示，相关刺激能够增加被记录细胞的放电，并伴随后肢运动。随后关注的重点，是损伤大鼠在后续随访中能否获得更好的功能表现。

原论文图 2从大脑这一端，寻找恢复的参与者

02 / 运动评分上升，但恢复仍有距离

运动评分上升，但恢复仍有距离

随访过程中，各损伤组的后肢表现都逐渐改善，而目标激活组改善更明显。到第六周，该组后肢运动评分高于单纯损伤组和相应荧光对照，斜面上维持稳定的能力也更好。两种测试从不同角度呈现了运动能力的差别。

两组损伤对照之间没有显著差别，目标激活组却仍未达到未损伤对照的水平。改善发生在损伤后的功能范围内：站立、支撑和协调相关表现更好，并不等于运动系统已经完全恢复到原来的状态。

原论文图 3运动评分上升，但恢复仍有距离

03 / 从动作再看信号，运动诱发响应更好

从动作再看信号，运动诱发响应更好

运动表现的改变之外，研究还记录了运动诱发电位。损伤早期，相关响应几乎消失；后续比较中，目标激活组的电位幅度更大，出现响应所需的潜伏期更短，均优于两组损伤对照。

运动诱发电位把较长运动通路的整体状态，汇成一个可以比较的响应：幅度反映综合活动的强弱，潜伏期反映响应出现的快慢。这里更强、更快的响应，与后肢表现相呼应，但仍未追上未损伤组。

原论文图 4从动作再看信号，运动诱发响应更好

04 / 损伤区域的组织，也呈现差别

损伤区域的组织，也呈现差别

第六周观察脊髓组织时，目标激活组损伤区域的空腔面积小于两组损伤对照。这把变化从行为和电信号延伸到了组织层面：脑端活动的提高，伴随着远端损伤组织的不同状态。

这些比较来自随访终点的组织切片，因此呈现的是各组最终组织状态的差别。空腔较小与功能较好相伴，但损伤过程中的组织保留、后续重塑和其他修复环节各占多少，仍有待连续追踪。

原论文图 5损伤区域的组织，也呈现差别

05 / 生长相关蛋白，为组织变化提供线索

生长相关蛋白，为组织变化提供线索

在较早的损伤组织蛋白检测中，目标激活组的BDNF和NGF高于两组损伤对照。这两类神经营养相关蛋白与细胞生存、可塑性等过程有关，为脑端活动如何关联脊髓组织状态提供了候选线索。

组织修复不仅需要信号能够向下传递，也涉及损伤周围细胞所处的生长环境。BDNF和NGF的增加，为这两端之间提供了一个可能的联系。不过，它们在这里与恢复共同出现，尚未确定是否构成必需的中间环节。

原论文图 6生长相关蛋白，为组织变化提供线索

06 / 神经纤维标记增强，重建的细节仍待追踪

神经纤维标记增强，重建的细节仍待追踪

GAP-43与轴突生长、突触可塑性相关，目标激活组的该蛋白水平也更高。到第六周，损伤区域的神经丝NF荧光信号强于两组损伤对照，却仍低于未损伤组。分子和结构标记共同表明，神经纤维相关组织状态发生了变化。

神经纤维可以经历保留、轴突萌芽或新的生长，多种变化都可能让相关标记增强。更强的荧光因此像一张组织状态的快照，把纤维相关结构的差别呈现出来；要看清哪些纤维真正跨越损伤、接回运动通路，还需要逐步追踪这些连接。

原论文图 7神经纤维标记增强，重建的细节仍待追踪