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大腦也能裝起搏器?

紐西蘭帕金森病人安得烈·約翰遜上傳了一個視頻:他平靜地坐在鏡頭前,接著關掉了自己的深度腦刺激裝置,數秒後他開始劇烈搖晃,肌肉顫抖,這是帕金森病的典型癥狀。幾分鐘後,他慢慢重新開啟裝置,震顫隨之減輕、消失,他還能在鏡頭中較為輕鬆地走路。

這視頻證明了帕金森病人在受到深度腦刺激後疾病的一些癥狀可以得到緩解。我們不禁好奇,何為深度腦刺激?它能治些什麼病呢?深度腦刺激是一種神經調控技術。主要是通過植入大腦中的電極,放出高頻電來刺激控制運動的相關神經核團,電刺激信號干擾異常的神經電活動,從而減輕患者運動障礙癥狀。而其又被稱作「大腦起搏器」療法。

一聽說「起搏器」,我們一般聯想到的是心臟起搏器。慢性心臟病患者依靠這種小小的起搏器繼續活下來。隨著新技術的發展,電池收縮,電極變得越來越小卻更精確,心臟起搏器也越來越小卻更複雜,醫生還可通過無線遙測為了解病人心臟的實時狀態,為病人制定健康計劃。

如今,起搏器搖身一變,「進化」成「腦部的起搏器」——深度腦刺激術,用來治療精神疾病。在美國,深度腦刺激術已被批准用於治療帕金森病,它還能緩解其他病症,比如強迫症、抑鬱症、慢性疼痛和癲癇,甚至有可能治癒阿爾茨海默症(老年痴呆)。

在說深度腦刺激之前,我們不得不提到另一種具有黑歷史的治療方法——前腦葉白質切除術。

20世紀30年代,人們對許多中樞神經系統疾病(俗稱精神病)束手無策,對於一些極具危險性的精神病患者,醫生只好使用大劑量鎮靜劑乃至鴉片,這些辦法會導致病患成癮而且只能暫時緩解疾病。

第二次世界大戰後,醫生們花了幾十年的時間來發展精神外科手術,最後他們得出結論,治療一系列精神病的最佳方式是「破壞」病人大腦的物理結構。其中最著名的是葡萄牙醫生安東尼奧·埃加斯·莫尼斯發明的前腦葉白質切除術。莫尼斯的團隊在病人顱骨上鋸開一個口子,然後通過這個開口向前腦葉注射乙醇,殺死那一片的神經纖維,割斷前額葉皮層和大腦其他部分之間的聯繫。

手術之後,病人活了下來,並且癥狀有所減輕,儘管病人最終沒有恢復到能出院的地步,但是莫尼斯依然宣稱他的手術取得了成功。接下來,莫尼斯做了更多類似的手術,非常幸運的是他的病人們都倖存了下來並且沒留下太過嚴重的後遺症,雖然有反應遲鈍以及性格變化等副作用,但仍處於可以接受的範圍。

很快,前腦葉白質切除術被越來越多的國家所認可,安東尼奧·埃加斯·莫尼茲也因這項技術獲得了1949年的諾貝爾醫學獎。那時人們堅信只要做了這麼一個小小的手術,那些狂暴的患者就會變得像小寵物一樣乖巧。

然而,隨著接受手術的病人越來越多,越來越嚴重的後遺症開始逐一暴露:這些病人變得像行屍走肉一般,遲鈍、麻木,神情獃滯。副作用非常嚴重且永久難愈。成千上萬術後病人,丟失了和家人和朋友之間記憶,甚至有些因嚴重後遺症而自殺。

在1970年前後,絕大多數國家相繼立法禁止了這種危險的手術。人們意識到,像前腦葉白質切除術這簡單地割斷前額葉皮層和大腦其他部分之間聯繫的手術,會對人的精神造成無法逆轉的永久傷害。於是科學家開始關注不破壞腦結構的療法,深腦刺激術應運而生。

事實上,人們是發現深度腦刺激術的過程實屬意外。為了精確定位大腦的「病變區」,醫生不經意間將電極直接插入到大腦中,突然發現可以得到與前腦葉白質切除術相似的效果,只是刺激停止後病人的癥狀再次複發。

不管怎樣,這足夠算是一個意外之喜。受到啟發後,20世紀60年代,人們開始利用深度腦刺激技術進行實驗,最初是用來治療原發性震顫的,後來延伸到運動障礙性疾病,都得到了明顯的療效。

相比於前腦葉白質切除術的粗暴療法,深度腦刺激只是用電刺激大腦深部的某些神經核,糾正異常的大腦電環路醫生可以隨時打開或關掉電刺激,也可以調節電擊的強度。還可以利用腦電圖掃描,準確查明放置電極的正確區域,從而將副作用減至最小。這種技術大大縮短了手術的時間,而且治療的精確度也得到了提高。

如今,人們開始考慮更多和大腦中特定電路活動量相關的疾病:抑鬱症、強迫症、妥瑞氏症(一種遺傳性神經運動疾病)等。

在深度腦刺激的潛在應用中,其中一個最令人興奮的是治療阿爾茨海默症。

如果你發現自己是阿爾茨海默氏症早期患者、又不做任何治療的話,你之後的生活會有相當大的麻煩,6至8年後就會出現失憶、認知能力下降的情況,生活不能自理,直至死亡。

我們知道,阿爾茨海默症是大腦「硬體」故障引起的,最明顯的癥狀就是逐漸喪失記憶,而大腦中控制記憶的電路的「電力」最大。因此,假如將電極放到控制記憶的電路附近,就能增強電路活性,提高「電力」或許就能恢復病人的記憶。

此外,對於另一種常見的精神疾病——強迫症,深度腦刺激術也很有效果。

治療強迫症的挑戰在於,這種病的情況非常複雜。強迫症患者可能會產生不斷侵入的想法,或者出現不斷重複的動作,或者存在一種需要精確控制的習慣性行為,又或者同時具有以上多種癥狀。

最近的研究表明,深度腦刺激可以使患有嚴重強迫症的病人的病情減輕60%。如果要完全治癒,似乎要需要很長時間,但對於強迫症患者來說,這無疑已經是一個巨大的福音。

複雜層次帶來的煩惱

我們似乎看到了深度腦刺激無限的前景和曙光,它像是一種非常誘人的靈丹妙藥,一站式解決人類被搞砸了的大腦。不過,別開心得太早,因為現實情況總是比較複雜的。

例如,大腦有一種超能力——遭受創傷後能自我適應和重塑自己的能力。這種超能能力反而會給深度腦刺激造成困難。比方說某人不幸遇上車禍,需要重新學走路的時候,大腦神經可塑性是非常有用的。然而,對接受深度腦刺激的患者而言,大腦重新自我「接線」後,之前未愈的精神病癥狀還會再現。

而且,大腦的複雜性也增加了深度腦刺激的難度,因為人們還不知道在大腦眾多結構中,起到治療作用的是哪一片區域,或者電擊同一個結構能否一下子治療多種疾病。所以我們仍將繼續探秘大腦的各種知識。

不過,醫學家認為深度腦刺激雖然不是萬能的,但對於吃藥不太管用的精神病人,也算是一種有效的腦部特殊手術。

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