無創(chuàng)深部腦刺激新技術(shù):TI療法或?yàn)榘d癇等腦病帶來新希望
據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道,近期多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)正聚焦于時(shí)間干涉(TI)刺激這一無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的研究。部分團(tuán)隊(duì)借此探索腦部疾病機(jī)制,有的分析大腦深部結(jié)構(gòu)功能,還有團(tuán)隊(duì)將其作為潛在療法展開探索。
2017年,物理學(xué)家Nir Grossman發(fā)現(xiàn)了一種可操控活體大腦的新方法。他與同事向小鼠顱骨施加兩股高頻電流,在電流交匯區(qū)域,電場(chǎng)成功改變了大腦神經(jīng)活動(dòng)。傳統(tǒng)非侵入性方法多局限于大腦皮層,而這種名為TI刺激的技術(shù),為研究以往需侵入性手段才能觸及的深層腦區(qū)提供了全新途徑。
TI刺激僅需兩對(duì)連接便攜式電流發(fā)生器的頭戴式電極,不僅安全且設(shè)備成本較低,在實(shí)驗(yàn)室操作便捷。該技術(shù)中,作用于大腦的兩股高頻電流相互干涉,形成低頻包絡(luò)區(qū)域,可調(diào)節(jié)神經(jīng)元電信號(hào)傳導(dǎo)速率。由于頭皮對(duì)這類電流感受微弱,技術(shù)可在睡眠時(shí)使用。此外,通過調(diào)整干擾電流的頻率比,研究人員能將信號(hào)精準(zhǔn)導(dǎo)向不同腦區(qū)。
神經(jīng)科學(xué)家迅速發(fā)現(xiàn)TI刺激在腦研究與疾病治療領(lǐng)域的潛力,并通過多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證。盡管相關(guān)研究規(guī)模較小且多數(shù)尚未完全證實(shí),但初步結(jié)果顯示,TI刺激或能緩解癲癇癥狀、助力中風(fēng)患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力、提升阿爾茨海默病患者記憶力,甚至用于精神疾病治療。
美國(guó)國(guó)家神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所所長(zhǎng)、神經(jīng)學(xué)家Walter Koroshetz指出,TI刺激的靈活性使其有望成為研究大腦功能的強(qiáng)大工具。
捷克圣安妮大學(xué)醫(yī)院的Adam Williamson表示:“TI應(yīng)成為一種開源療法?!苯衲辏c同事在癲癇患者初步研究中發(fā)現(xiàn),TI刺激大腦海馬體(難治性癲癇發(fā)作的常見深部腦結(jié)構(gòu)),既能抑制異常腦活動(dòng)爆發(fā),又能改善患者睡眠。目前,Williamson團(tuán)隊(duì)正與美國(guó)杜克大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作開展更大規(guī)模臨床試驗(yàn)。
瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Friedhelm Hummel則利用TI刺激探究大腦深部結(jié)構(gòu)的正常功能。2023年,他證實(shí)刺激紋狀體可提升老年人學(xué)習(xí)手指敲擊任務(wù)的能力,這直接驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)與人類運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)——此前僅能通過影像學(xué)和動(dòng)物研究推斷這一結(jié)論。
這些發(fā)現(xiàn)讓TI刺激成為極具吸引力的潛在療法。Hummel正在開展隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),驗(yàn)證其幫助中風(fēng)患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的潛力。盡管TI刺激可能無法替代深部腦刺激(DBS,通過手術(shù)植入設(shè)備直接向腦深部輸送電流治療帕金森病、癲癇等),但研究人員認(rèn)為,它能對(duì)更廣泛神經(jīng)元進(jìn)行溫和刺激,或許可通過改善睡眠障礙等方式輔助治療帕金森病和癲癇患者。
美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校癲癇研究專家Melanie Boly團(tuán)隊(duì)去年在研究預(yù)印本中提到,TI刺激腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層可加深睡眠,患者反饋情緒和認(rèn)知有持續(xù)改善。
另有研究顯示,TI刺激能緩解重度抑郁癥患者病情,幫助創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者堅(jiān)持治療性冥想。
Hummel和Grossman均認(rèn)為,TI刺激可幫助阿爾茨海默病患者更長(zhǎng)時(shí)間維持認(rèn)知功能。Hummel坦言,該療法雖無法阻止退行性病變進(jìn)程,但能增強(qiáng)認(rèn)知、延緩衰退。
2025年,Grossman團(tuán)隊(duì)發(fā)表小型試點(diǎn)研究結(jié)果:21名早期阿爾茨海默病患者接受海馬體TI刺激后,部分記憶任務(wù)表現(xiàn)有所提升。目前,他們正開展隨機(jī)、假刺激對(duì)照試驗(yàn)以驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)。
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