美国梅奥诊所的研究人员近日宣布,他们成功开发出一种能够实时监测接受脑深部电刺激(DBS)治疗患者大脑内化学变化的方法。这一突破性成果有望显著提升DBS疗法对帕金森病、抑郁症和妥瑞症等神经系统疾病的治疗效果。
帕金森病、抑郁症和妥瑞症等疾病通常与大脑中神经递质的失衡有关,例如多巴胺、血清素和腺苷等。研究人员希望通过这一新技术,构建一个能够快速响应大脑化学变化的闭环DBS系统,实时监测并调节神经递质水平,从而更精准地治疗这些疾病。
梅奥诊所的神经外科医生张苏勇博士指出,DBS或其他神经刺激方法可以触发大脑释放神经化学物质。随着研究的深入,未来有望预测大脑内的化学变化,并在这些变化干扰大脑功能之前进行干预。
在研究接受DBS治疗的震颤患者时,研究团队首次在人体中实时观测到了神经递质腺苷的释放。腺苷是一种抑制性神经递质,在调节神经元活动和减少震颤中起关键作用。此前,研究人员仅在动物实验中证实了多巴胺和血清素等神经递质的作用。
为了实现实时监测,研究人员采用了快速扫描循环伏安法(FSCV),并结合一种植入患者大脑内的微型无线瞬时神经递质浓度传感系统。该系统能够以高时间分辨率检测神经递质的浓度变化,并将数据无线传输至手术室中的便携计算机进行分析。
DBS疗法对震颤患者具有显著疗效,而腺苷的释放被认为在减轻震颤中扮演重要角色。研究人员强调,这一技术不仅有助于理解大脑的内部状态,还能在患者没有明显外部表现的情况下,监测疼痛等主观感受。梅奥诊所的神经外科医生肯德尔·李博士表示:“当患者颤抖时,我们无法了解他们承受的痛苦。电化学反馈使我们能够在没有外部反馈的情况下监测大脑,从而深入了解疼痛等大脑过程。”
这一技术的开发为神经疾病的个性化治疗开辟了新途径,未来有望整合到闭环DBS系统中,实现实时调整刺激参数,优化治疗效果。