中国科技报 07月23日 01:32
[国 际] “自适应脑深部刺激”可按需治疗
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一项名为“自适应脑深部刺激”(aDBS)的新技术正重塑帕金森病及其他脑疾病的治疗。与传统持续放电的脑深部刺激(DBS)不同,aDBS能实时“倾听”病人的脑电波,并据此自动调整刺激强度,如同智能节拍器。临床试验结果显示,该技术在降低刺激强度、改善运动控制、减少药物用量及副作用方面效果显著,并有望帮助缓解“冻结步态”和语言障碍等传统DBS难以解决的症状。这项技术已获得美国和欧洲监管机构批准,并正探索推广至妥瑞氏症、强迫症、抑郁症等其他神经系统疾病,预示着一个“读懂大脑语言”的全新医学时代。

🧠 **aDBS技术革新:从“恒定放电”到“按需调节”** 传统的脑深部刺激(DBS)疗法是持续向大脑特定区域发送电脉冲,以抑制帕金森病患者异常的脑电活动(特别是β波)。然而,这种模式缺乏对病情波动的响应能力,易导致症状波动和副作用。而“自适应脑深部刺激”(aDBS)作为升级版技术,通过内置传感器和人工智能算法,能够实时监测患者脑电波,特别是β波的强度,并据此智能调整电脉冲的输出强度。当检测到运动障碍将加剧时,设备会自动增强刺激;当药效显现、脑电波趋于正常时,则会减弱刺激,实现“按需调节”,从而更精准地控制病情,减少不必要的刺激。

📊 **临床试验显著成效:改善运动控制,减少副作用** 一项由斯坦福大学牵头的临床试验,对68位中晚期帕金森病患者进行了为期5年的跟踪研究,首位志愿者凯斯·克雷比尔的治疗效果尤为显著。数据显示,在aDBS模式下,大部分患者在更低的刺激强度下获得了更佳的运动控制效果,同时药物摄入量减少,副作用也随之下降。一项未正式发表的报告显示,高达98%的参与者选择在长期随访中继续使用aDBS,这充分证明了该技术的有效性和患者的接受度。

🌟 **拓展治疗领域:攻克传统DBS难题并应用于多类神经疾病** aDBS不仅在帕金森病的运动控制方面展现出优势,还在一些传统DBS难以改善的症状上显示出潜力,例如有助于减轻“冻结步态”和减少说话含糊等语言障碍。更重要的是,科学家们正积极探索将aDBS的原理推广至更广泛的神经系统疾病。通过寻找不同病症特有的“神经指纹”(如妥瑞氏症的抽动发作前异常脑电信号、强迫症的强迫行为相关脑区活动信号),aDBS有望实现对强迫症发作的提前干预,并在难治性抑郁症等领域发挥作用,预示着DBS正朝着“脑机接口”的方向演进。

💰 **挑战与未来展望:高成本与“读懂大脑语言”的医学新时代** 尽管aDBS技术前景广阔,但也面临现实挑战,包括设备复杂性增加导致医生需要调整的参数增多,以及大规模临床试验的高昂成本(据估计每名患者可能花费超过100万美元)。然而,aDBS已提供了一种可验证、可推广的神经疾病治疗新路径。从帕金森病的精准运动控制,到未来精神健康的脑波干预,这项技术指向了一个“读懂大脑语言”的全新医学时代,为神经科学和医学治疗带来了革命性的启示。

——神经科学研究新突破系列之二

凯斯·克雷比尔(右)自愿接受“自适应脑深部刺激”治疗,他的帕金森病症状已得到显著改善。图为他和斯坦福医学院神经病学专家们一起查看流媒体数据。 图片来源:美国《华盛顿邮报》

    ◎本报记者 张佳欣

    美国斯坦福大学商学院名誉教授凯斯·克雷比尔在与帕金森病抗争近25年后,终于在2020年决定尝试植入一种可能缓解症状的脑部装置。起初,他对这种“脑深部刺激”(DBS)手术心存疑虑,但一项新技术的出现打消了他的顾虑。

    这是一种名为“自适应脑深部刺激”(aDBS)的升级版装置,其不再持续不断地释放电脉冲,而是能“倾听”病人的脑电波,并据此自动调整刺激强度,犹如一个智能节拍器。克雷比尔成为临床试验的首位志愿者。如今,5年过去,他仍坚定选择继续使用它。“我感觉好多了,不再纠结其原理。”

    英国《自然》杂志报道称,这项技术已获得美国和欧洲监管机构批准,或将重塑帕金森病以及其他脑疾病的治疗格局。

    刺激从“恒定放电”走向“按需调节”

    帕金森病是一种常见的神经退行性疾病。患者在大脑深处的基底节区域,存在一种异常的脑电活动,尤其在β波(13—30赫兹)频段上频繁出现。β波强度是反映运动状态的重要标志,当症状加重时,β波往往更加剧烈,而药物或脑刺激疗法可有效压制这种异常节律。

    目前主要的治疗手段是服用提升多巴胺水平的药物,但这种方法难以模拟大脑持续释放的自然节奏,容易导致症状波动。比如,病人可能在早晨服药后出现不自主动作,到了傍晚药效减退又变得僵硬,副作用也因人而异。

    当症状难以控制时,神经科医生会建议进行DBS手术。这种装置全天候向大脑特定区域发送电脉冲,以抑制异常信号。自上世纪90年代末在欧美获批以来,已有超过20万人接受了DBS手术。然而,传统DBS采用“持续刺激”模式,缺乏对病情波动的响应能力,往往需要医生频繁调整参数,这可能加重副作用。

    aDBS正是在这一背景下出现的突破性技术。它并非持续放电,而是通过内置传感器和人工智能算法,实时读取患者大脑中的β波活动,判断是否需要调整刺激强度。当脑电活动显示运动障碍将要加重时,设备会自动加强刺激;而当药效正在发挥作用、脑电波恢复正常时,则自动减弱电流输出,避免治疗过度。

    自适应技术从理论走向人体试验

    自适应技术真正进入人体试验是近几年的事。由斯坦福大学神经学家海伦·布朗特—斯图尔特牵头的一项临床试验于2020年启动,共招募68位中晚期帕金森病患者参与研究。克雷比尔是其中首位受试者。

    研究团队通过软件“解锁”已有设备中的自适应功能,使患者从传统模式无缝切换至aDBS。5年跟踪数据显示,大部分患者在刺激强度更低的情况下获得了更理想的运动控制效果,同时药物摄入量减少,副作用也随之下降。

    据美国《华盛顿邮报》报道称,一项尚未正式发表的报告显示,98%的参与者选择在长期随访中继续使用aDBS。

    更值得关注的是,aDBS在一些传统DBS难以改善的症状上也展现出潜力。去年一项研究还表明,它有助于减轻“冻结步态”。其他研究表明,aDBS还能减少说话含糊等语言障碍。

    治疗从帕金森病走向更广泛神经疾病

    如果特定的脑电波异常是疾病的“节奏信号”,它会只局限于帕金森病吗?

    科学家们正试图在不同病症中寻找相应的“神经指纹”,以将自适应刺激原理推广至更广人群。例如在妥瑞氏症研究中,荷兰团队发现抽动发作前存在异常脑电信号;在强迫症试验中,阿姆斯特丹大学的一项研究初步锁定了与强迫行为相关的脑区活动信号。这意味着未来可能实现对强迫症发作的提前干预,而非被动抑制。此外,在难治型抑郁症研究中,研究人员也看到了aDBS的潜力。一些研究人员甚至认为,DBS正在逐步向“脑机接口”演进。

    当然,要让这一图景真正落地,还有不少现实阻力。随着设备复杂度增加,医生在使用时需要设定和调整的参数也随之增多。同时,大规模临床试验面临高昂成本。据悉,每名患者花费可能超过100万美元。

    但不可否认的是,aDBS已经提供了一种可验证、可推广的神经疾病治疗新路径。从帕金森病的运动控制,到未来精神健康的脑波干预,它所指向的,是一个“读懂大脑语言”的全新医学时代。

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