脑深部电刺激：震撼价值、未知机制和美好前景

神外时间 · 公众号 · 医学 · 2017-07-13 20:00

正文

请到「今天看啥」查看全文

在过去几十年，医学界逐渐认可了这项技术。「该手术非常安全而且有效」，加拿大多伦多大学神经外科医生 Andres Lozano 这样说。他估计目前全世界范围内每年约有 1 万名帕金森病患者接受 DBS 手术，而至今为止已经有超过 14 万人植入了 DBS。然而，我们对 DBS 是如何恢复大脑运动环路的正常功能还知之甚少。

尽管如此，相关研究一直不断并有了一些进展，而对于该疾病理解的任何进步都可能对患者诊疗带来明显的回报。「目前我们只是用持续的电刺激轰炸大脑，奇迹是这种粗糙的干预手段竟然如此有效。」加州大学旧金山分校（UCSF）神经病学医师 Jill Ostrem 说，我们可以想象一下，如果对此有更为精细和个体化的了解，我们又能做到什么。

环路的「断路器」

最大的障碍可能在于，我们对于帕金森病是如何导致大脑环路功能障碍仍然还不清楚。大多数关于该疾病神经生理的研究都聚焦在大脑的「运动环路」，由基底节、丘脑和运动皮层组成。随着帕金森病进展，可产生多巴胺递质的基底节神经元死亡，运动环路就会驶离正轨。「多巴胺在神经活动的正常运行中扮演重要角色」，Lozano 说，离开了多巴胺，神经元就开始出现异常行为，放电模式也变成了病理性。

在最初，研究者对神经元异常活动的解释青睐于「频率模型」。该模型出现于上世纪 80 年代（1980s）。美国亚特兰大埃默里大学神经病学医师 Mahlon DeLong 提出，帕金森病样症状出现是由于基底节中的丘脑底核的高频放电。

DeLong 认为这种增强的神经元放电抑制了运动环路的其他区域，还发现毁损丘脑底核可以减轻猴子的帕金森病样症状。1990s，法国神经外科医生 Alim-Louis Benabid 和他的同事依据 DeLong 的发现进行了帕金森病的 DBS 治疗。Benabid 团队证实了丘脑底核的高频电刺激缓解了病人的运动症状，如僵直。

尽管 DBS 改善帕金森病的基本原理变化不大，但频率模型已经被抛弃了。症状更可能是由于整个运动环路正常放电的「模式 (patterns) 」发生了改变，而不是在某一点上的过度放电。现在的观点是运动环路的过度同步化，UCSF 神经外科医生 Philip Star 说：「运动皮层和基底节的神经元在正常情况下是各自独立地放电的，但患病时却是同步放电」。

值得一提的是，研究者发现帕金森病患者基底节中有高强度的β频带的振荡——脑电波活动在 15-30 Hz。该频率在正常人大脑中也会出现，但在帕金森病患者大脑中明显增强，而且该频率与有意运动的延迟或受损有关。