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自调脑植入物可以帮助治疗帕金森氏病患者

深度脑刺激已被用于治疗帕金森氏病症状达25年之久,但是由于局限性,研究人员一直在寻找改善该技术的方法。这项研究描述了第一个完全植入的DBS系统,该系统使用来自大脑本身的反馈来微调其信号。这项研究得到了美国国立卫生研究院脑部研究的支持,方法是采用了先进的创新技术(BRAIN)计划和美国国家神经系统疾病与中风研究所(NINDS)。

尼克·朗哈尔斯(Nick B. Langhals)博士说:“在这项小型可行性研究中采用的新颖方法,可能是为医生开发更加精致或个性化的方法以减少帕金森氏病患者每天所面对问题的重要的第一步。” ,NINDS的项目总监和BRAIN Initiative的团队负责人。

深度脑刺激是通过外科手术将一根电极(一根细线)植入大脑来治疗帕金森氏病症状的一种方法。传统的深部脑刺激可持续刺激称为基底神经节的部分大脑,以帮助治疗帕金森氏症。但是,这种方法可能会导致不良的副作用,需要经过培训的临床医生进行重新编程。本研究中描述的新方法是自适应的,因此所传递的刺激实时响应从患者大脑接收到的信号。

“这是首次将完全植入的设备用于人类帕金森氏病患者的闭环,适应性深部大脑刺激,”加州大学圣保罗分校神经外科教授Philip Starr博士说。弗朗西斯科(Francisco),该研究的高级作者,该研究发表在《神经工程杂志》上。

在一项短期可行性试验中,两名帕金森氏症患者接受了完全植入的自适应深部脑刺激设备。该设备与传统设备的不同之处在于它既可以监视也可以调节大脑活动。在这项工作中,感应是通过植入主运动皮层(对正常运动至关重要的一部分大脑)上方的电极进行的。然后,来自该电极的信号被馈送到设备中嵌入的计算机程序,该程序确定是否刺激大脑。在这项研究中,研究人员讲授了该程序,以识别与运动障碍有关的大脑活动模式,或不受控制的运动,这些运动是帕金森氏病中深层脑部刺激的副作用,作为定制刺激的指南。

旨在证明使用适应性深部脑刺激克服帕金森氏症运动障碍的可行性和有效性的初步短期研究结果表明,这种适应性方法在控制症状方面与传统的深部脑刺激同样有效。医生看到,患者注意到在适应性刺激下运动的改善与研究人员手动设置的恒定,开环刺激之间没有差异。由于适应性深部大脑刺激不能持续刺激大脑,因此该系统节省了传统刺激过程中设备所用电池能量的40%。在评估运动的短时间内,无法比较两种深部脑刺激范例相对于运动障碍的发生率,

斯塔尔博士说:“其他适应性深部大脑刺激设计在基底神经节中记录了发生刺激的邻近区域的大脑活动,该区域容易受到刺激电流的干扰。”“相反,我们的设备从远离刺激源的运动皮层接收反馈,从而提供了更可靠的信号。”

许多会因深部脑刺激而受益的帕金森氏病患者很难治疗,因为过多的刺激会引起运动障碍。因此,找到正确的刺激水平就像试图击中一个不断变化的目标。像此处正在测试的那样的自适应系统可以提供有效的替代方法,并且还可以限制传统的深部脑刺激的不利影响,但是仍有大量测试需要完成。

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