有朝一日，控制帕金森氏病特征性身體不自主運(yùn)動(dòng)的治療方法可以由一頂時(shí)髦的帽子內(nèi)的電極所記錄的大腦信號來指導(dǎo)。這是 UO 人類生理學(xué)系的Nicole Swann研究的一個(gè)更大目標(biāo) 。她是《神經(jīng)工程學(xué)雜志》(Journal of Neural Engineering)上新發(fā)表的一項(xiàng)研究的主要作者，她說，這鼓勵(lì)了人們追求這一觀念。

在 這項(xiàng)研究中，斯旺(Swann)是在加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的博士后研究員期間完成的，研究人員根據(jù)電極信號捕獲的大腦信號實(shí)時(shí)調(diào)整了深腦刺激的水平，該電極信號是通過外科手術(shù)植入顱骨下方植入的裝置連接的兩個(gè)病人。該方法還為電池供電的設(shè)備節(jié)省了能源。

“我們在本原理證明中發(fā)現(xiàn)，我們可以使用腦信號來實(shí)施這種適應(yīng)性刺激，以調(diào)整治療的傳遞，”去年秋天加入U(xiǎn)O的斯旺說。“我們發(fā)現(xiàn)我們可以做到這一點(diǎn)，而不會給患者帶來任何負(fù)面影響。他們具有相同的臨床益處，并且節(jié)省了大量能源。”

斯旺(Swann)在她的 UO實(shí)驗(yàn)室中尋求使用腦電圖(通常稱為EEG)來捕獲和理解健康人以及患有帕金森氏病(患有運(yùn)動(dòng)障礙或身體不自主運(yùn)動(dòng))的腦部疾病患者與身體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的大腦信號。一種可見和令人不安的副作用。

深腦刺激于1997年被批準(zhǔn)用于治療原發(fā)性震顫(另一種運(yùn)動(dòng)障礙)，2002年被批準(zhǔn)用于治療帕金森氏病。

“自1990年代以來，深腦刺激一直是FDA批準(zhǔn)的用于運(yùn)動(dòng)障礙的標(biāo)準(zhǔn)療法。它運(yùn)作良好，但有局限性，” Swann說。“如今的設(shè)備很像很久以前的心臟起搏器。起搏器剛問世時(shí)，它們只是提供刺激，但現(xiàn)在它們被調(diào)整為感知異常的心律，僅在需要時(shí)才進(jìn)行刺激。這種刺激的適應(yīng)性是我們試圖通過腦部刺激取得的進(jìn)步。”

當(dāng)前的設(shè)備以試驗(yàn)和錯(cuò)誤測試確定的設(shè)定水平提供電刺激，以找到最能控制患者癥狀的設(shè)置?？梢允褂秒姵亟M上的遙控設(shè)備來調(diào)整設(shè)置，該電池組植入患者的上胸部，并通過在頸部皮膚下延伸的電線連接到顱骨下方的探頭。更換電池需要進(jìn)行手術(shù)才能取出電池組。

斯旺(Swann)的團(tuán)隊(duì)使用了美敦力(Medtronic Inc.)制造的設(shè)備，該設(shè)備能夠記錄可實(shí)時(shí)使用的大腦信號，以自動(dòng)提高或降低刺激水平。兩名患者，分別是六十多歲，七八年前被確診為帕金森氏癥的男性，均未報(bào)告刺激的感覺改變。使用自適應(yīng)算法時(shí)，在設(shè)備中可以節(jié)省39%和45%的能源。

斯旺說：“深腦刺激的副作用可能包括由于電壓過高而引起的運(yùn)動(dòng)障礙增加。” “想法是降低電壓以減少或阻止這些副作用，然后在情況改變時(shí)增加電壓以提供最佳治療。我們試圖將這種治療方法放在一個(gè)甜蜜的地方。”

Swann說，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為更復(fù)雜的算法奠定了基礎(chǔ)，以便在改進(jìn)版本的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)這種平衡。

斯旺說：“最終，這可以針對每個(gè)人量身定制，以使他們保持理想的大腦狀態(tài)。” “我們絕對需要做更多的研究，包括對更多學(xué)科的長期研究。我們在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，再加上我們先前的工作，表明這值得進(jìn)一步追求。”

包括Swann在內(nèi)的UCSF團(tuán)隊(duì)成員最近在《神經(jīng)外科雜志》和《神經(jīng)科學(xué)雜志》上發(fā)表了相關(guān)論文。

最初，斯旺UU實(shí)驗(yàn)室的無創(chuàng)性EEG實(shí)驗(yàn)將專注于健康人研究與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的大腦區(qū)域。接下來，她將招募帕金森氏癥患者以尋找改變的身體運(yùn)動(dòng)信號，包括與運(yùn)動(dòng)障礙有關(guān)的信號。她還與俄勒岡州波特蘭市俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)的外科醫(yī)生合作，通過侵入性人類錄音從患有多種神經(jīng)相關(guān)疾病的患者那里獲取運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)。

“前進(jìn)的一種方法是利用我們收集的信息來改進(jìn)像我們在研究中使用的設(shè)備中的算法，” Swann說。“我們還認(rèn)為，對于某些患者而言，植入電極可能不是最佳選擇。將來，我們也許可以使用置于時(shí)尚帽中的EEG電極來記錄可用于通知設(shè)置更改的數(shù)據(jù)。”

她說，這樣的上限還可以允許從患者(尤其是居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者)向神經(jīng)科醫(yī)師無線傳輸信息，這些神經(jīng)科醫(yī)師可以調(diào)整也在治療中使用的藥物。

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