2001年，吉娜·阿拉塔（Gina Arata）正在大学最后一个学期，计划申请法学院，但她在一场车祸中遭受了脑部创伤。这次受伤严重影响了她的注意力，她在分拣邮件的工作中遇到了困难。

她的父母了解到斯坦福大学医学院正在进行的研究，并联系了她；荒田被接纳为参与者。2018 年，医生通过手术将一个设备植入她的大脑深处，然后仔细校准该设备的电活动，以刺激因受伤而受到抑制的网络。临床试验结果于 12 月 4 日发表在《自然医学》杂志上。

她立即​​注意到了差异。当她被要求列出杂货店农产品过道中的商品时，她可以滔滔不绝地说出水果和蔬菜。然后一名研究人员关闭了该设备，她无法说出任何设备的名称。

“自从植入后，我没有收到过任何超速罚单，”阿拉塔说。“我不再绊倒了。我可以记住我的银行账户里有多少钱。我无法阅读，但植入后我买了一本书，《小龙虾唱歌的地方》，我喜欢它并记住了它……而且我的脾气没那么急。”

对于阿拉塔和其他四人来说，实验性深部脑刺激装置在不同程度上恢复了他们多年前因脑损伤而丧失的认知能力。这项新技术由斯坦福大学医学院的研究人员和其他机构的合作者开发，是第一个有望对抗中度至重度创伤性脑损伤的长期损伤的技术。

昏暗的灯光

超过 500 万美国人遭受中度至重度创伤性脑损伤的持久影响——难以集中注意力、记忆和做出决定。尽管许多人康复得足以独立生活，但他们的缺陷使他们无法重返学校或工作，也无法恢复社交生活。

“总的来说，这些患者的治疗方法很少，”神经外科教授、该研究的共同高级作者 Jaimie Henderson 医学博士说。

但这些患者从昏迷中苏醒并恢复了相当多的认知功能的事实表明，支持注意力和唤醒的大脑系统（保持清醒、关注谈话、专注于任务的能力）相对保存完好。

这些系统将丘脑（大脑深处的中继站）与整个大脑皮层（大脑的外层）的点连接起来，控制更高的认知功能。

“在这些患者中，这些通路基本上完好无损，但一切都被下调了，”约翰和珍妮·布卢姆-罗伯特和露丝·哈尔珀林教授亨德森说。“就好像灯光变暗了，但没有足够的电力来将它们重新打开。”

特别是，丘脑中称为中央外侧核的区域充当调节意识许多方面的枢纽。

医学博士尼古拉斯·希夫 (Nicholas Schiff) 表示：“中央外侧核经过优化，能够广泛驱动事物，但它的弱点是，如果您患有多灶性损伤，它往往会受到更大的打击，因为打击几乎可能来自大脑的任何地方。”威尔康奈尔医学院教授和该研究的共同高级作者。

研究人员希望对中央外侧核及其连接进行精确的电刺激可以重新激活这些通路，从而重新打开灯光。

在试验中，研究人员招募了五名在中度至重度脑外伤后两年多出现持续认知障碍的参与者。他们的年龄在 22 岁至 60 岁之间，受伤时间为 3 至 18 年前。

挑战在于将刺激装置放置在正确的区域，该区域因人而异。每个大脑的形状一开始就不同，受伤导致了进一步的改变。

“这就是为什么我们开发了许多工具来更好地定义该领域，”亨德森说。研究人员为每个大脑创建了一个虚拟模型，使他们能够精确定位激活中央外侧核的刺激位置和水平。

在这些模型的指导下，亨德森通过手术将这些设备植入了五名参与者体内。

“精确定位该区域非常重要，”他说。“如果你偏离目标哪怕只有几毫米，你就已经超出了有效区域。”

开创性的时刻

经过为期两周的滴定阶段以优化刺激后，参与者在 90 天的时间里每天打开设备 12 小时。

他们的进步是通过一种标准的心理处理速度测试来衡量的，这种测试称为“路径制作测试”，其中包括绘制连接一堆字母和数字的线条。

亨德森说：“这是对我们正在关注的事情的非常敏感的测试：专注、集中和计划的能力，以及以对时间敏感的方式做到这一点的能力。”

在 90 天的治疗期结束时，参与者的测试速度平均提高了 32%，远远超过了研究人员预期的 10%。

亨德森说：“唯一令人惊讶的是它按照我们预测的方式运作，而这并不总是既定的。”

对于参与者及其家人来说，他们的日常生活得到了明显的改善。他们恢复了看似不可能的活动——读书、看电视节目、玩电子游戏或完成家庭作业。他们感觉不那么疲劳了，不用打盹就能度过一天。

该疗法非常有效，以至于研究人员难以完成研究的最后部分。他们计划了一个盲法退出阶段，其中一半的参与者将被随机选择以关闭他们的设备。其中两名患者拒绝了，不愿意冒这个机会。

在参与戒断阶段的三人中，其中一人被随机关闭其设备。三周没有刺激后，该参与者在越野测试中的表现慢了 34%。

该临床试验是第一个针对中度至重度脑外伤患者大脑这一区域的临床试验，它为许多恢复停滞的患者带来了希望。

“这是一个开创性的时刻，”希夫说。“我们现在的目标是尝试采取系统的步骤，使之成为一种疗法。这足以让我们尽一切努力。”

来自威尔康奈尔医学院、波士顿斯波尔丁康复医院、哈佛医学院、犹他大学、佛罗里达大学、范德比尔特大学、华盛顿大学、波尔多大学和​​克利夫兰诊所的研究人员也对这项研究做出了贡献。