当一个人患有帕金森病时,其大脑会发出导致震颤、僵硬和运动障碍的信号。全球科学家正努力探究大脑中引发这些症状的具体机制。
一种常用方法基于医院中已普及的治疗手段——深部脑刺激。该技术通过将微小电极植入大脑,发送温和电脉冲以减轻症状。同时,这些电极还能记录科学家通常无法在活体中触及的脑区活动,为研究帕金森病大脑功能提供了罕见窗口,并可能助力开发更优疗法。
在一项重大欧洲研究中,马克斯·普朗克研究所的科学家与柏林、杜塞尔多夫、伦敦和牛津的医院专家紧密合作。他们聚焦于每秒重复约20次的"β波"。既往研究表明这些脑波与帕金森运动障碍的严重程度相关,但不同实验室的早期结果存在矛盾。研究者希望找出原因。
为解答疑问,团队整合了来自多家医院的100多名患者脑数据——远超多数前期研究的样本量。他们还创建了统一的数据分析方法,而非各医院沿用独立系统。结果显示:β波确实与运动症状相关,但影响强度低于预期。仅当分析大规模患者数据时,关联性才清晰显现。这表明小型研究可能无法提供准确结论。
过去研究可能失准的另一原因是脑信号分析方式。许多研究未能将大脑中清晰稳定的节律信号与嘈杂混乱的非节律信号区分开来。这至关重要——大脑运作如同音乐厅:有时神经元"乐手"同步演奏,有时则各自杂乱发声。若仅测量"音量",便会忽略信号究竟是规律节奏还是纯粹噪音。
通过新方法分离节律与非节律信号,团队发现节律性β波与患者症状的匹配度更高。更令人振奋的是,这些节律信号恰好源自深部脑刺激效果最佳的脑区位置。这将帮助医生未来自动精准定位电极植入点,摆脱经验猜测。
研究团队还面临另一挑战:患者年龄、病情严重程度和症状差异显著。由于深部脑刺激仅用于重症患者,缺乏健康对照组。科学家由此创新方法——帕金森病通常单侧身体症状更重,这使他们得以在同一位患者身上比较症状较重侧与较轻侧的脑活动,实现个体化对照。
他们发现症状较重侧存在更多非节律性嘈杂脑活动。这可能意味着该侧神经元过度放电,与动物实验既往结论一致。
这一新发现的信号可能改变深部脑刺激的应用方式。目前设备持续发送脉冲,但基于新知,未来可开发"智能"设备——仅在检测到异常脑活动时触发信号。
此类"自适应"刺激器已存在,后续研究将验证这种新方法的应用效果。该突破有望实现更精准有效的帕金森病治疗,帮助患者更自由地运动并提升生活质量。
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