人体内一条细小的神经可能有助于治疗多种疾病。这条神经负责在大脑与心脏、肺、胃等主要器官之间传递信号。
科学家已经开始利用温和的生物电信号影响这条神经，从而改变身体对疾病的反应方式。
这种方法被称为迷走神经刺激，医生已经用它来治疗多种疾病。最新的研究解释了这种疗法为何有效，以及未来如何帮助治疗更多疾病。
什么是迷走神经刺激？
迷走神经刺激通过向迷走神经发送温和的电脉冲来发挥作用。迷走神经起自脑干，沿颈部下行至胸部和腹部。沿途，它与心脏、肺、肝脏、胃、肠道等多个器官相连。
由于这条神经连接了如此多的器官，通过它传递的信号会影响许多身体功能——心率、消化、呼吸、免疫活动甚至情绪，都部分依赖于这条通路中的信号。
医生已经使用刺激迷走神经的装置来治疗几种疾病。美国食品药品监督管理局已批准将相关装置用于治疗癫痫、难治性抑郁症、偏头痛、丛集性头痛、中风康复、肥胖以及最近的类风湿关节炎。研究人员现在正在研究迷走神经疗法如何帮助治疗其他疾病。
汇集数百项研究
加州大学圣地亚哥分校的科学家近期回顾了数百项研究，以更深入地理解迷走神经刺激的工作原理。研究团队收集了神经科学、心脏病学、免疫学等多个医学领域的发现。
“现在有数百篇论文讨论了不同的机制——如何通过刺激或阻断迷走神经来调节大脑回路、免疫系统以及心脏、肺、肾脏等器官系统，”研究第一作者Troy (Yifeng) Bu表示。“然而，该领域一直缺乏对这些机制及其效应的全面总结。我们的论文引用了超过660篇参考文献，提供了一个统一的综合阐述。”
这项大型综述汇集了许多实验和临床研究的成果。目标很简单：研究人员想了解一条神经如何能够影响体内如此多的不同系统。
迷走神经连接大脑和器官
迷走神经是大脑和身体之间的双向通信线路。信号从器官传向大脑，大脑的信号也传回器官。迷走神经内部的大部分纤维负责将信息从器官传向大脑，这使大脑能够监测炎症、心脏活动、消化等内部状况。其他纤维则负责传递来自大脑的指令，帮助调节器官功能。
由于这些连接，刺激迷走神经可以同时影响多个系统：大脑活动可以改变，免疫反应可以平复，心脏或胃等器官的响应也会不同。
刺激迷走神经的方式
医生和工程师已经开发出多种刺激迷走神经的方法。一种方法是通过手术在皮下植入一个小型装置，该装置按固定间隔向颈部的神经发送电脉冲。医生多年来一直用这种方法治疗癫痫和抑郁症。
一些较新的方法无需手术。某些装置通过颈部的皮肤发送电信号以到达皮下的神经。一种名为GammaCore的手持装置就是这样工作的，医生用它来治疗偏头痛和丛集性头痛。
另一种方法刺激迷走神经延伸到外耳的小分支。放置在耳朵上的电极可以在不进行任何手术的情况下激活神经。专家们还在研究使用超声波、磁场或光来影响神经活动的更新技术。
疗法如何影响大脑
通过迷走神经传递的电信号能迅速到达一个名为孤束核的大脑区域。该区域在大脑内部充当重要的中继站。从这里开始，信号扩散到控制情绪、注意力和记忆的其他脑区。随着这些信号在大脑中传播，几种重要的化学物质开始增加，包括去甲肾上腺素、血清素、多巴胺和乙酰胆碱。
这些化学物质有助于调节情绪、学习、警觉性和决策。由于迷走神经刺激增加了这些信号，一些患者体验到情绪、注意力和记忆的改善。脑成像研究也显示杏仁核、海马体和前额叶皮层等区域发生变化，这些区域参与处理情绪、学习和决策。
迷走神经疗法减轻炎症
迷走神经刺激也影响免疫系统。通过该神经传递的信号激活了一个被称为胆碱能抗炎通路的进程。该通路发送信号，减缓免疫细胞内炎症化学物质的产生。当炎症减轻时，某些疾病的症状就能得到改善。
这一过程解释了为什么医生最近批准了用迷走神经刺激治疗类风湿关节炎。研究人员还在研究该疗法对其他炎症性疾病（如炎症性肠病）的效果。
识别重要发现
“这篇论文从文献中识别出了最重要的发现和研究小组，”研究资深作者Imanuel Lerman博士说。“它还讲述了政府（包括DARPA）如何通过ElectRx项目早期资助这项工作，随后NIH的SPARC项目等后续机构资金又催生了种类繁多的不同治疗方法与疗法。然而，我们不想操之过急，因为我们需要开发针对个体、器官和疾病的特异性疗法。我们必须确保新疗法适用于其特定的用途。”
个性化治疗为何重要
每个人的神经系统都有细微差异。神经结构、大脑活动和器官反应因人而异。因此，一种治疗方法对每个人的效果可能并不完全相同。
专家们现在专注于开发个性化版本的迷走神经刺激。一些新装置包含传感器，可以监测身体信号并自动调整刺激。这些被称为“闭环装置”的系统，能够根据患者的反应调整治疗。
人工智能也可能帮助研究人员分析患者数据，并预测哪些个体将从该疗法中获益最多。
科学家相信，随着技术的进步，这一领域将持续发展。更深入地理解迷走神经如何控制大脑活动、免疫力和器官功能，可能会为多种疾病带来新的治疗方法。
该研究发表在《综合生理学》期刊上。
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