無需手術(shù)的腦刺激可能為失智癥提供新的治療方法

2023-10-23 11:37

一種新形式的深部腦刺激為失智癥的替代治療選擇帶來了希望，而且無需手術(shù)。

倫敦帝國理工學(xué)院

10月19日消息

倫敦帝國理工學(xué)院（Imperial College London）的科學(xué)家正領(lǐng)導(dǎo)著刺激大腦的新方法的開發(fā)和測試，這可能為阿爾茨海默病等腦部疾病及其相關(guān)的記憶喪失提供另一種治療方法。

這種非侵入性的方法被稱為時(shí)域相干（Temporal interference，TI），通過放置在患者頭皮和頭部的電極向大腦傳遞電場。

時(shí)域相干刺激是通過兩個(gè)高頻電場相互作用，產(chǎn)生低頻包絡(luò)調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)的一種非侵入式腦深部電刺激的新方法

通過瞄準(zhǔn)重疊的電場，研究人員能夠刺激大腦深處一個(gè)叫做海馬體的區(qū)域，而不影響周圍的區(qū)域，這一過程直到現(xiàn)在都需要通過手術(shù)將電極植入大腦。

帝國理工大學(xué)的英國失智癥研究所（UK DRI）和薩里大學(xué)（University of Surrey）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)首次在 20 名健康志愿者身上成功地試驗(yàn)了這種方法。

他們的初步發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）雜志上，表明當(dāng)健康的成年人在接受 TI 刺激時(shí)執(zhí)行一項(xiàng)記憶任務(wù)，有助于改善記憶功能。

研究于2023年10月19日發(fā)表在《Nature Neuroscience》（最新影響因子：25.0）雜志上

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在對早期阿爾茨海默病患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)，他們希望 TI 可以用來改善記憶喪失的癥狀。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的倫敦帝國理工學(xué)院腦科學(xué)系的 Nir Grossman 博士說：“到目前為止，如果我們想用電刺激大腦深處的結(jié)構(gòu)，我們需要通過手術(shù)植入電極，這當(dāng)然會(huì)給患者帶來風(fēng)險(xiǎn)，并可能導(dǎo)致并發(fā)癥。”

“通過我們的新技術(shù)，我們首次表明，不需要手術(shù)就可以遠(yuǎn)程刺激人類大腦深處的特定區(qū)域。這為治療阿爾茨海默病等影響大腦深部結(jié)構(gòu)的腦部疾病開辟了一條全新的途徑。”

2017 年，倫敦帝國理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)首次描述了 TI，并在小鼠身上顯示出原理。

這項(xiàng)最新的研究首次表明 TI 能夠有效地刺激人類大腦深處的區(qū)域。根據(jù)研究人員的說法，這可能具有廣泛的應(yīng)用，并將使科學(xué)家能夠刺激不同的大腦深部區(qū)域，以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于它們的功能作用，加速發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)。

時(shí)域相干刺激是非侵入性的，通過放置在參與者頭上的電極提供電刺激

在這項(xiàng)研究中，研究人員首先使用死后的大腦測量來驗(yàn)證電場可以遠(yuǎn)程聚焦在海馬體上，海馬體是大腦深處的一個(gè)彎曲結(jié)構(gòu)，在記憶和學(xué)習(xí)中起著關(guān)鍵作用。

然后，研究小組將 TI 刺激應(yīng)用于健康志愿者，讓他們記住一對對面孔和名字，這一過程嚴(yán)重依賴于海馬體。利用功能性磁共振成像（fMRI），研究人員表明 TI 選擇性地影響記憶任務(wù)誘發(fā)的海馬活動(dòng)。

最后，研究人員在 30 分鐘內(nèi)重復(fù)了這一過程。這表明，任務(wù)期間的 TI 刺激可以提高記憶的準(zhǔn)確性。

這項(xiàng)研究的第一作者、薩里大學(xué)的名譽(yù)研究員 Ines Violante 博士說：“使用非侵入性方法選擇性地靶向大腦深部區(qū)域的能力非常令人興奮，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)研究人類大腦如何運(yùn)作的工具，并為臨床應(yīng)用開辟了可能性。”

“非侵入性成像和腦刺激的結(jié)合將幫助我們解開支持我們認(rèn)知功能的過程，如記憶和學(xué)習(xí)。了解這些過程以及如何改變這些過程對于制定更好的個(gè)體化策略來治療或延緩疾病的發(fā)生至關(guān)重要。”

Grossman 博士補(bǔ)充說：“我們希望這項(xiàng)工作將通過大幅降低成本和風(fēng)險(xiǎn)來幫助擴(kuò)大深部腦刺激療法的可用性。”

“我們現(xiàn)在正在測試，在幾天的時(shí)間里重復(fù)使用這種刺激是否可以使阿爾茨海默病早期階段的人受益。我們希望這將恢復(fù)受影響區(qū)域的正常大腦活動(dòng)，從而改善記憶障礙的癥狀。”

這項(xiàng)研究與研究人員在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（Swiss federal Institute of Technology in Lausanne，EPFL）上領(lǐng)導(dǎo)的第二篇論文[2]同時(shí)發(fā)表，該論文獨(dú)立地驗(yàn)證了這項(xiàng)技術(shù)。

研究于2023年10月19日發(fā)表在《Nature Neuroscience》（最新影響因子：25.0）雜志上

在同樣發(fā)表在《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）雜志上的 EPFL 研究中，研究人員使用 TI 技術(shù)局部刺激了一個(gè)叫做紋狀體的不同大腦深部區(qū)域，并改善了健康志愿者的運(yùn)動(dòng)記憶功能。

創(chuàng)立于1966年的英國薩里大學(xué)

創(chuàng)立于1907年的倫敦帝國理工學(xué)院

參考文獻(xiàn)

Source：Imperial College London

Surgery-free brain stimulation could provide new treatment for dementia

References：

[1]. Violante, I.R., Alania, K., Cassarà, A.M. et al. Non-invasive temporal interference electrical stimulation of the human hippocampus. Nat Neurosci (2023). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01456-8

[2]. Wessel, M.J., Beanato, E., Popa, T. et al. Noninvasive theta-burst stimulation of the human striatum enhances striatal activity and motor skill learning. Nat Neurosci (2023). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01457-7

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原文標(biāo)題 : 無需手術(shù)的腦刺激可能為失智癥提供新的治療方法