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看不见,摸不着,却能唤醒植物人的黑科技

时间:2016-09-02 11:37来源:康健新视野   作者:未知 阅读:

上周,来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的医生和神经科学家们成功用超声波设备将一名25岁的脑外伤患者从昏迷中唤醒。如果这项技术能够大面积的进一步测试和研究,那么将有机会帮助那些被称为“植物人”的脑损伤患者们。

看不见,摸不着,却能唤醒植物人的黑科技

左图,三维重建患者头部佩戴超声设备。右图,设备作用的横截面,患者的脑部及作为靶点的丘脑(红色)。

UCLA使用的实验设备和一个茶杯托差不多大小,将超声波聚焦于丘脑,向这个区域施加刺激信号。丘脑是脑部一个关键的信息流中枢,能够帮助人体调节意识及睡眠。

电刺激用于恢复脑损伤患者的意识被认为是一个“不错的主意”。这个研究思路可以追溯到2007年,科学家们就曾在患者脑部植入电极的方式,给丘脑提供刺激,试图唤醒昏迷的脑损伤患者,并且他们应用这种方式成功将一名只具有微意识的38岁男性从6年的漫长“沉睡”中唤醒,并恢复了一部分的脑部功能。2007年这项研究的负责人Nicholas Schiff来自威尔康乃尔医学院,他是提出用脑部刺激重建意识的先驱,他认为这是“非常有可能”的一个研究方向。

9年后,来自UCLA的心理学和神经学专家Martin M. Monti领导了我们文章开始的那项研究,他与前辈Schiff一样一直致力于认知和意识领域的研究,不同的是,这次的实验设备并不是侵入性的电极。这项研究发表于《Brain Stimulation》杂志上,Monti说,我们发现了一项新方法来启动脑部电路重建服务。

这个被“重启”的大脑属于一个幸运的年轻人,它的名字叫做Bradley Crehan。

去年2月,刚刚毕业的Crehan从圣莫尼卡一家酒吧中走出来时被路过的汽车撞倒了,他被医院诊断为严重脑部损伤。后来他说,“我当时可能酒喝得太多了,至今我对那场事故及之后的几周都没有任何的记忆。”

Crehan切除了部分头骨来缓解压力,然后被置于医学昏迷状态,让他的大脑自愈。大概一周后,医生试图将他从昏迷中唤醒,但是没有成功。再一周的昏迷之后,Crehan脱离了昏迷状态,但是他似乎对外界没有响应:他可以做一些自发的小动作,在睡眠和清醒状态眼睛可以开合,但是表现出没有任何的理解和沟通的能力。

他的父亲Michael Crehan谈到,“他正在康复,但是没有人知道他能够康复到什么程度。医生告诉我们在医院观察5-6个月,也许有希望。”

刚刚从昏迷中醒来的Bradley Crehan没有任何的记忆,“我的大脑完全失去了功能”,他说,“我能感觉到我的脑骨有一道凹痕,想知道我在哪里。我没有恐惧感,只是昏昏欲睡。”

实验治疗包含了针对丘脑的5分钟的超声波脉冲,医生通过核磁共振成像(MRI)精确操控超声波。一天的治疗之后,Crehan已经可以对物体产生认知,并试图使用勺子,也可以根据指令进行眨眼,Monti说,三天之后,Crehan已经可以听懂问题并且通过姿势表示“Yes”和“No”。

Crehan的康复快速而且平稳。4个月之后,他出院了,快得超出了所有人的预期。

“当我离开的时候,护士对我说,‘哇,你已经可以出院了吗?’”,Crehan说。

现在,Crehan正在积极的进行治疗和健身,同时做各种加强记忆的训练,申请工作,以便早日开始新的生活。

这真的是一个让人欢喜的结尾,但是Monti谨慎表示,Crehan康复的原因还并不清楚。

“我们可能非常非常幸运选择了他开始自我康复的时间点启动了治疗程序”,Monti说,“还可能他无论怎样自己都会康复,我们的刺激没有任何的作用。”

其实,长久以来,人类对意识的研究和理解是比较匮乏的,因此医生对于脑部损伤的研究往往因为意料之外的事情而觉得挫败,一个严重损伤的患者可能突然自己苏醒了,而另外一些则可能长期处于植物人状态数年甚至更久。还有一些处于微意识状态,他们能够清醒,也许可以笑、哭甚至可以给出“Yes”或“No”的反应,但是却不能自理。

更复杂的问题是,对于一个人的清醒程度的判定本身就是一项挑战,因为这种意识出现的状态可能是很短暂的。

Monti在2010年的研究结果中显示,那些似乎好了的患者其实脑部活动一直是处于植物人和微意识交替的状态中,专家们依然在为此类病人清醒的程度有所争论。

类似向病人脑部植入电极这类比较激进的治疗方案是很难开展研究的。而研究的病人也至关重要,最好是那些多年只有微意识或者植物人状态,以及基本没有自我康复希望的患者。但是Crehan在他受伤后的第19天就参与治疗了,所以,脑部给予刺激能否真正有助于意识的恢复似乎还难以定论。

康奈尔大学的Schiff在上个月发表的一项研究成果中讲述,他们对一个21年间只有微意识的患者尝试了侵入式的治疗,虽然在行为上没有能够观察到明显的好转,但是能够检测到患者的大脑对于刺激产生了反应。但是这只是一项研究而不是正规的临床试验。

据不完全统计,在美国超过100,000患者处于微意识的困境中,他们的家人往往选择放弃他们的生命并捐献他们的器官。

尽管困难重重,Schiff和Monti依然希望能够帮助这些脑损伤的患者走出昏迷的阴霾,重启他们的大脑。

治疗的超声设备由UCLA的Alexander Bystritsky博士的研发,他的初衷是用于紧张及其他脑部疾病的治疗,例如癫痫、阿尔兹海默症以及帕金森疾病,也可以作为一个研究工具用于探测健康大脑的工作。Bystritsky博士成立了Brainsonix 公司,以便进一步开发这款设备并把它推向市场。Monti表示,这款非侵入的便携设备能够为脑损伤患者带来低成本的治疗。

(责任编辑:泉水)
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