1995年，已故演员克里斯托弗·里夫，最著名的“超人”扮演者，在一次骑马事故后颈部以下瘫痪。坠落的冲击使他的颈部脊髓完全损伤，阻止了他的大脑与颈部以下的任何部位进行沟通。像里夫这样的病例通常被认为是难治性损伤，没有任何方法可以弥合差距，恢复中断的通信线路。
当里夫于2004年去世时，重建连接的方法尚未建立。现在，14年后，研究人员已经诱导神经细胞跨越了完全脊髓损伤的鸿沟。他们的发现，在8月29日发表在《自然》杂志上，只针对一种神经细胞，并且在重建连接的方法能够应用于患者之前，还有许多工作要做，但结果令人印象深刻。“从科学的角度来看，这是非常重要的，”克利夫兰诊所勒纳研究所的医学助理教授余尚理（音译）说，他没有参与这项研究。“就科学影响而言，这是一个很大的飞跃。”
跨越完全受损的脊髓的飞跃依赖于在大鼠和小鼠身上的研究。研究小组知道，某种类型的神经细胞有时有助于恢复部分脊髓损伤的脊髓信号。加州大学洛杉矶分校的神经生物学教授迈克尔·索弗罗涅夫（Michael Sofroniew）是该研究的资深作者之一，他说，即使所有与大脑的直接连接都被破坏，这些细胞也可以帮助维持有限的行走功能。他和他的同事们认为，如果这些细胞（本体脊髓神经元）能够在实验动物的完全损伤区域生长，它们可能会产生同样的作用。因此，他们试图使这些细胞将其电传导纤维（轴突）延伸到脊髓的缺口中。
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他们的第一次尝试失败了。他们试图抑制一种名为PTEN的基因的活性，因为这种策略在其他一些非脊髓神经元中效果很好。令他们惊讶的是，这种策略对本体脊髓细胞没有成功。然后，他们转向了一组促进神经细胞生长并触发一种称为层粘连蛋白的知名结构蛋白产生的化学物质，层粘连蛋白在组织工程中被广泛用作支架。其中一些生长促进剂在胚胎发育中活跃，而成年人通常不会产生它们。先前仅使用所谓的生长因子来诱导轴突跨越损伤缺口的努力都失败了——失败的原因归咎于其他抑制性化学物质的干扰。
在目前的研究中，成功来自于使用层粘连蛋白作为支持材料，将这些化学物质输送到本体脊髓神经元，同时使用化学引诱剂将再生的轴突吸引到正确的位置。该团队最终诱导了该研究的主要作者之一——洛桑联邦理工学院和加州大学洛杉矶分校的神经生物学家马克·安德森所说的“前所未有的数量”的神经纤维跨越了缺口。此外，轴突完全有能力传递研究人员在鸿沟两侧引入的电信号。“现在我们明白了需要什么，”他说，他指的是轴突生长因子、层粘连蛋白和放置在吸引轴突路径上的化学诱饵的三重组合。这些结果的长远目标是弄清楚如何将他们复杂的三部分方案转化为对患者护理有用的东西。
然而，索弗罗涅夫对谈论实际治疗方法表示谨慎。他说，这项研究是第一步，证明了三管齐下的方法可能有效。他们为本体脊髓神经元设计的方案也可能不适用于构成脊髓的其他类型的神经元。正如他们为本体脊髓神经元尝试的第一个技巧没有奏效一样，“我非常怀疑，对于不同群体的神经元，我们可能需要不同的组合或不同事物的组合，”他说。他们研究中涉及的神经元“将能够恢复某些功能，如控制步态，但可能无法恢复其他功能，”他指出。“我们将拭目以待。”
弥合差距仅仅是一个开始。再生的轴突需要与损伤周围的通路进行沟通，以便交通（由大脑和脊髓的信号组成，在损伤部位通过恢复的连接移动）能够流动。研究人员认为，恢复这种流动的方法是通过针对暴露于其方案而产生的新轴突的康复治疗。
研究中动物的运动能力并没有在轴突弥合损伤缺口后突然恢复这一发现强调了康复的必要性。康复需要训练新再生的轴突来执行它们的新职责。安德森将它比作孩子学习走路。“婴儿不会自发地站起来走路，”他说。就像实现蹒跚学步的第一步一样，康复“需要训练，需要重复，需要调动这些再生的轴突。”
索弗罗涅夫说，康复可以采取多种形式，从在治疗师的支持下简单地重复动作到使用电生理激活和运动训练。该团队计划将他们的脊髓损伤修复方案与不同类型的康复相结合，作为下一步。
制定所需的方案需要时间。“在临床应用之前，还需要做很多工作，”克利夫兰诊所的李说，并且必须考虑修复的轴突和康复的结合，“无论您使用何种类型的修复策略。”
索弗罗涅夫指出，“作为一个领域，我们才刚刚开始了解如何通过有针对性的康复来促进这一点。”现在他的团队想看看“我们是否可以通过康复训练，重启整个系统。”