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新型可植入设备能够操纵和记录大脑活动

来源:TECH2IPO创见TECH2IPO创见
摘要:一种新型的、能够在发出电脉冲的时候同步记录神经活动的脑部植入设备首次被植入了人类患者的大脑当中。这种来自总部位于美国明尼阿波利斯市的美敦力Medtronic公司的新设备能够响应大脑的变化,从而调整其输出的电脉冲。专家们认为,植入设备的这种自动化控制在未来将会提高脑深层刺激手术治疗的......

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一种新型的、能够在发出电脉冲的时候同步记录神经活动的脑部植入设备首次被植入了人类患者的大脑当中。

这种来自总部位于美国明尼阿波利斯市的美敦力 Medtronic 公司的新设备能够响应大脑的变化,从而调整其输出的电脉冲。专家们认为,植入设备的这种自动化控制在未来将会提高脑深层刺激手术治疗的效果,甚至能够让医生使用这种新设备来治疗更多种类的脑部病变。

超过 100,000 名患者为了治疗与帕金森综合症或其他运动障碍有关的病变而接受了脑深层刺激手术。有关专家正致力于拓展该疗法的使用范围,将其运用到癫痫症、深度抑郁症以及其他脑部病变的患者身上。这种类似心脏起搏器的设备能够将电脉冲传递到脑部,从而纠正或阻碍跟脑部病变症状相关的神经活动。如果使用目前的脑深层刺激设备,电脉冲的模式和强度都需要专家进行预先设置才能满足患者的需要。美敦力公司和正在进行研发的其他公司生产的新型装置则能够改变这种状况。

“现在市面上所有脑深层刺激设备都是单向的,”范得比尔特大学医学院专门研究脑深层植入设备的神经外科医生约瑟夫•内马特(Joseph Neimat)提出,“单向刺激设备不会记录患者的神经活动,也不会对患者脑部活动变化作出反应。如果有一种方法,既能预测或解读患者的状态,又能据此作出适当的反应,就更好了。”

周三开始的临床试验将会测试美敦力公司的新设备在传递电脉冲的同时能否可靠地记录下患者的脑部活动。这些测试用于研究患者的脑部如何对脑深层刺激疗法做出反应。从研究室的动物实验结果来看,该装置不仅能够感知相应部位的脑电活动,还能据此改变其输出的电脉冲。

美敦力公司脑深层刺激设备研究部门的总经理洛塔尔•柯林科(Lothar Krinke)指出,该装置的最终目的是探测脑信号并据此调节其输出,从而为患者提供相应的治疗。其他公司也正在研发用于治疗癫痫症的智能刺激设备。例如,NeuroPace 公司正在开发一种监测癫痫发作的脑部植入设备,该设备能够及时的发出电脉冲从而阻止癫痫发作(参见《消灭癫痫》一文)。美敦力公司的新型植入装置除了能够探测与癫痫相关的脑活动,还能够用于探测与帕金森综合症、震颤、强迫症以及其他病变相关的脑活动。

斯坦福大学癫痫研究中心的神经学家罗伯特•费舍尔 Robert Fisher 指出,“这是(深层脑刺激疗法)新的开始。”跟以前那种将电极植入后只改变脑电活动,不会对当前脑活动作出反应的方式不一样。“现在我们能够进行更加复杂的处理,也就是说,可以根据检测到的脑部活动实况来作出相应的电刺激。”很多神经系统疾病是偶发性的,也就是说症状时有时无,而且发作强度时大时小。如果新型设备能够监测并解读与症状相关的电信号,并且据此调整其发出的电脉冲来改变脑功能,那么医生们就能够用全新的方式来治疗这些脑部病变。

来自植入设备所记录的新信息能够帮助研究者更好的理解脑部病变。比如抑郁症,它具有异质性,其症状表现不是单一性的。范得比尔特大学的精神病学专家罗恩•所罗门(Ron Salomon)指出,抑郁症患者可能在不同的脑区或脑回路上存在问题,而现在还没一个好方法来研究这些差异。罗恩的团队正在研究包括脑深层刺激疗法在内的治疗抑郁症的新方法。他认为,“如果能够客观的记录不同患者的脑活动的变化,那么我们就能够在神经生物学的基础上划分不同种类的抑郁症,而不是像现在这样只能通过外部症状来区分抑郁症的种类。”

此外,新型设备能够探测和解读混乱的脑活动并使用电脉冲来纠它,因此医生能够用这种设备来治疗更多的脑部病变。内马特指出,“脑深层刺激设备的应用一直局限在治疗那些只需要一个简单的电刺激就能产生疗效的疾病上。而能够对脑活动产生反应的新型设备不仅改善了治疗效果,还为治疗其他脑部病变创造了条件。”

作者: 2013-8-12
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