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以電流刺激大腦域,不開顱治療的時代即將來臨


以電流刺激大腦域,不開顱治療的時代即將來臨



得益於一項新技術的發明,研究者能夠以「無創方式」刺激與記憶、感情等相關的大腦深部某些區域。

通常的大腦刺激方法是將電極放在病人頭皮上,這種技術相對安全,支持者認為它可以改善某些大腦功能。儘管他們的一些觀點得到了專家的支持,但是這種技術不能觸及大腦更深的區域,存在局限性。相較之下,腦深部電刺激技術(DBS)通過植入刺激電極和刺激發生器,可以更好地刺激大腦。但這種方法存在隱患,病人需要進行開顱手術進行植入,而且一旦植入設備故障,將很難修復。


前不久,在聖地亞哥美國神經科學年會上,麻省理工學院(MIT)神經工程師諾·格羅斯曼(Nir Grossman)和他的同事展示了「經顱刺激深層大腦新方法」(TCS)。和過去的方法一樣,這種方法通過放置在頭皮上的電極可以向腦部施加手術所需的電流,他們在小鼠頭部(耳後)施加兩道電流。與以往不同的是,這兩電流的角度稍作調整後可以在海馬區交匯。


大腦神經元只響應低頻電流,所以這種高頻電流不會干擾大腦的正常工作。但一旦兩道電流交匯,它們絕大部分相互抵消,剩下的部分合成了一股低頻電流,可以刺激大腦響應。通過解剖實驗動物發現,響應位置不在大腦的外部區域,而是在海馬區。


人體實驗階段

這一研究的合作者哈佛大學醫學院神經醫師阿爾瓦羅·帕斯科爾利郎(Alvaro Pascual-Leone)表示,他們正招募志願者進行人體試驗。志願者們躺在大腦掃描儀下,研究人員可以實時監測他們海馬區對TCS的響應。但是他們尚未研究這一方法對人類行為的影響,例如能否改善記憶。


格羅斯曼表示,這種技術需要反覆調試、試驗。一項重要的問題是,目前這種電場還很不精確,會刺激小鼠海馬區的大部分區域。


杜克大學神經工程師安吉爾·皮特契夫(Angel Peterchev)對這項技術表示懷疑。他指出一些實驗中的問題,例如研究人員使用的頻率可能太低,電流不能達到預期的位置容易偏離。


西北大學喬·沃斯(Joel Voss)表示「這一研究還有很長的路要走」。他的團隊正在研究一種類似的方法——經顱磁刺激(TMS),這種技術可以刺激大腦表層神經元,引導他們沿著神經纖維傳遞信號到達大腦深部區域。這樣的技術可以刺激大腦海馬區,他們已經成功實現了短期提高受試者記憶力。


填補空缺

沃斯表示,他不看好TCS技術,認為它很不可靠,但是人們在腦部無創技術上不斷探索是件好事。他說:「我認為我們需要大量類似研究。」


帕斯科爾利郎承認的確存在這些問題,並表示他們正通過改變電流頻率提高準確率或通過藥物激活大腦的一些特殊類型細胞來提升它們相應刺激的能力。「我為這一技術的前景感到激動。」但是他承認這項技術目前所做的遠遠不夠。


埃默里大學神經病醫生海倫·梅博格(Helen Mayberg)認為TCS技術不能在短期內替代開顱手術植入電極的方法,尤其是在植入方法已經被廣泛採用的情況下。她表示10年後的醫生們才有望放棄開顱植入這種方法。

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