研究可能会改善帕金森氏病的未来治疗

有朝一日，控制帕金森氏病特征性身体不自主运动的治疗方法可以由一顶时髦的帽子内的电极所记录的大脑信号来指导。这是 UO 人类生理学系的Nicole Swann研究的一个更大目标 。她是《神经工程学杂志》(Journal of Neural Engineering)上新发表的一项研究的主要作者，她说，这鼓励了人们追求这一观念。

在 这项研究中，斯旺(Swann)是在加利福尼亚大学旧金山分校的博士后研究员期间完成的，研究人员根据电极信号捕获的大脑信号实时调整了深脑刺激的水平，该电极信号是通过外科手术植入颅骨下方植入的装置连接的两个病人。该方法还为电池供电的设备节省了能源。

“我们在本原理证明中发现，我们可以使用脑信号来实施这种适应性刺激，以调整治疗的传递，”去年秋天加入UO的斯旺说。“我们发现我们可以做到这一点，而不会给患者带来任何负面影响。他们具有相同的临床益处，并且节省了大量能源。”

斯旺(Swann)在她的 UO实验室中寻求使用脑电图(通常称为EEG)来捕获和理解健康人以及患有帕金森氏病(患有运动障碍或身体不自主运动)的脑部疾病患者与身体运动有关的大脑信号。一种可见和令人不安的副作用。

深脑刺激于1997年被批准用于治疗原发性震颤(另一种运动障碍)，2002年被批准用于治疗帕金森氏病。

“自1990年代以来，深脑刺激一直是FDA批准的用于运动障碍的标准疗法。它运作良好，但有局限性，” Swann说。“如今的设备很像很久以前的心脏起搏器。起搏器刚问世时，它们只是提供刺激，但现在它们被调整为感知异常的心律，仅在需要时才进行刺激。这种刺激的适应性是我们试图通过脑部刺激取得的进步。”

当前的设备以试验和错误测试确定的设定水平提供电刺激，以找到最能控制患者症状的设置。可以使用电池组上的遥控设备来调整设置，该电池组植入患者的上胸部，并通过在颈部皮肤下延伸的电线连接到颅骨下方的探头。更换电池需要进行手术才能取出电池组。

斯旺(Swann)的团队使用了美敦力(Medtronic Inc.)制造的设备，该设备能够记录可实时使用的大脑信号，以自动提高或降低刺激水平。两名患者，分别是六十多岁，七八年前被确诊为帕金森氏症的男性，均未报告刺激的感觉改变。使用自适应算法时，在设备中可以节省39%和45%的能源。

斯旺说：“深脑刺激的副作用可能包括由于电压过高而引起的运动障碍增加。” “想法是降低电压以减少或阻止这些副作用，然后在情况改变时增加电压以提供最佳治疗。我们试图将这种治疗方法放在一个甜蜜的地方。”

Swann说，这项发现为更复杂的算法奠定了基础，以便在改进版本的设备中实现这种平衡。

斯旺说：“最终，这可以针对每个人量身定制，以使他们保持理想的大脑状态。” “我们绝对需要做更多的研究，包括对更多学科的长期研究。我们在这项研究中发现的结果，再加上我们先前的工作，表明这值得进一步追求。”

包括Swann在内的UCSF团队成员最近在《神经外科杂志》和《神经科学杂志》上发表了相关论文。

最初，斯旺UU实验室的无创性EEG实验将专注于健康人研究与运动有关的大脑区域。接下来，她将招募帕金森氏症患者以寻找改变的身体运动信号，包括与运动障碍有关的信号。她还与俄勒冈州波特兰市俄勒冈健康与科学大学的外科医生合作，通过侵入性人类录音从患有多种神经相关疾病的患者那里获取运动相关数据。

“前进的一种方法是利用我们收集的信息来改进像我们在研究中使用的设备中的算法，” Swann说。“我们还认为，对于某些患者而言，植入电极可能不是最佳选择。将来，我们也许可以使用置于时尚帽中的EEG电极来记录可用于通知设置更改的数据。”

她说，这样的上限还可以允许从患者(尤其是居住在偏远地区的患者)向神经科医师无线传输信息，这些神经科医师可以调整也在治疗中使用的药物。

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