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帕金森病是一種影響許多老年人的神經退行性疾病。由于大腦控制運動的重要區域內相關神經元死亡,患者會出現越來越嚴重的震顫、運動遲緩等癥狀,此外還有其他使人衰弱的并發癥。
在頂尖學術期刊《科學》新發表的一項研究中,科學家們報告了一種治療帕金森病的新方法。臨床前動物實驗中,新方法展示出了持久的治療效果。《科學》雜志同期發表了專文評論,強調了這項研究成果相比現有同類療法“更精確”“更聰明”,推動帕金森病的治療取得很大進步。
這種治療方法被稱為深部腦刺激(deep brain stimulation,簡稱DBS),是過去二十年里臨床神經科學最重要的進步之一。簡單來說,深部腦刺激是通過神經外科手術,在患者受疾病影響的腦區放置電極,提供一定的電刺激,幫助大腦控制運動。
現有的深部腦刺激方法雖然可以迅速改善帕金森病癥狀,但同時有一個很大的局限,就是患者必須持續接受電刺激,一旦關閉刺激器,很快又會出現癥狀,比如不受控制的震顫。
而此次的新研究致力于改變這種狀況。論文通訊作者、卡耐基梅隆大學(Carnegie Mellon University)的Aryn Gittis教授說:“我們希望找到一種效果持久的干預方法,從而大大減少刺激時間,這樣一來,既可以最大限度地減少副作用,還可以延長植入物的電池使用壽命。”
為此,研究人員首先利用帕金森病模型小鼠,在大腦的基底神經節找到了一些特定的神經細胞。這些神經細胞涉及帕金森病影響的運動神經環路,刺激這些關鍵的細胞,就可以持續緩解運動障礙的癥狀。
在此基礎上,研究人員設計了深部電刺激的改良方法,更精準地刺激治療所需的部位。他們借助機器學習的方法,找出刺激上述神經環路的最優方案。針對基底神經節內特定區域的兩類特定神經元,根據它們傳遞的不同信號,研究人員開發了一種短脈沖的電刺激方案,用短暫“爆發”的電刺激讓神經環路中的一組神經元受到抑制,同時讓另一組神經元被激活。
在帕金森病模型小鼠中,采用經過改良的新型深部腦刺激方法,提供治療效果的持續時間遠遠超過了傳統方法,平均延長了4.5倍。
匹茲堡大學阿利根尼郡健康網絡(Allegheny Health Network,AHN)的Donald Whiting醫生是應用深部腦刺激進行臨床治療的專家。他評論說,這種深部腦刺激的新方法有望為實驗性治療打開大門。
研究人員正在積極地把動物模型上取得的結果轉化為臨床治療方法,他們將開始在特發性帕金森病患者中展開一項隨機雙盲交叉研究,通過12個月的追蹤,評估患者的癥狀發作、不良事件是否得到改善。
參考資料:
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[4] Researchers Discover Neuronal Targets That Restore Movement in Model of Parkinson’s Disease。 Retrieved Oct。 8, 2021 from https://www.cmu.edu/mcs/news-events/2017/0508-Neuronal-Targets-Parkinsons.html
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