據(jù)New Atlas報道，一項具有里程碑意義的試點研究表明，大腦植入物可以提供有針對性的電刺激，以改善認(rèn)知功能。這種植入物實時感知認(rèn)知缺陷的電生物標(biāo)記，并通過刺激特定腦區(qū)做出反應(yīng)。

這項新研究發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上，是多年來針對大腦中負(fù)責(zé)認(rèn)知控制的部分所做工作的最終成果。從抑郁癥到強迫癥，許多精神健康疾病中都可以發(fā)現(xiàn)認(rèn)知控制能力的損傷。這些認(rèn)知控制的缺陷表現(xiàn)為不靈活的思維過程。明尼蘇達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Alik Widge說，不能輕易從一個思維過程轉(zhuǎn)向另一個思維過程是許多精神疾病的一個關(guān)鍵特征。

“一個例子可能包括一個患有抑郁癥的人，他就是無法擺脫‘卡住’的消極思想，”Widge說。“因為它是精神疾病的核心，找到一種改善它的方法可能是治療這些疾病的一個強大的新方法?！?/p>

Widge及其同事在2019年的一項研究中發(fā)現(xiàn)，電刺激大腦腹側(cè)內(nèi)囊/腹側(cè)紋狀體(VC/VS)區(qū)域可以增強認(rèn)知控制。早期的工作不僅證明了當(dāng)參與者接受認(rèn)知控制測試任務(wù)時，VC/VS區(qū)域的深層腦刺激改善了認(rèn)知控制，而且還確定了與臨床改善相對應(yīng)的特定神經(jīng)生物標(biāo)志物。

根據(jù)這些早期發(fā)現(xiàn)，研究人員開發(fā)了一種算法，可以實時檢測大腦何時在認(rèn)知控制任務(wù)中掙扎。當(dāng)檢測到認(rèn)知控制的失誤時，該系統(tǒng)向VC/VS區(qū)域提供短暫的電刺激，迅速提高認(rèn)知控制性能。

“這個系統(tǒng)可以讀取大腦活動，當(dāng)病人遇到困難時，對其進(jìn)行‘解碼’，并對大腦進(jìn)行小范圍的電刺激，以促進(jìn)他們克服困難，”Widge解釋說?！拔医?jīng)常使用的比喻是一輛電動自行車。當(dāng)有人蹬車但有困難時，自行車會‘感應(yīng)’到它并增強它。我們已經(jīng)為人類的心理功能做了相當(dāng)于這樣的事情?！?/p>

測試這一實驗系統(tǒng)的試點研究招募了12名接受腦部手術(shù)的癲癇患者。研究中的一些病人確實報告說刺激緩解了焦慮癥狀，但Widge清楚地指出，這項研究只能專注于加強認(rèn)知控制，在臨床試驗開始對患有嚴(yán)重焦慮癥的受試者測試這種侵入性大腦植入之前，還需要進(jìn)一步的工作。

“還有很多事情要做，而且這很明顯不是對每個抑郁癥/焦慮癥/強迫癥/其他任何疾病的治療，但我們認(rèn)為這是朝著機制驅(qū)動的腦深部刺激邁出的相當(dāng)大的一步，”Widge在Twitter上稱。“這不是一個臨床試驗，但有幾個病人有明顯的焦慮，而提高認(rèn)知控制能力使他們能夠?qū)Ｗ⒂谶h(yuǎn)離那種焦慮的內(nèi)心獨白?！?/p>

這項新研究是首次證明大腦植入物能夠?qū)崟r感知認(rèn)知缺陷的跡象，并通過有針對性的刺激來恢復(fù)正常的神經(jīng)活動。這種植入物被是一個閉環(huán)系統(tǒng)。它類似于一些心臟起搏器通過感知不規(guī)則活動而刺激心臟來維持最佳心率的方式。

這類閉環(huán)腦刺激植入物過去曾被用于檢測和治療癲癇發(fā)作，但研究人員在為精神疾病開發(fā)類似系統(tǒng)時面臨的挑戰(zhàn)是缺乏明確的神經(jīng)生物標(biāo)志物，這些標(biāo)志物負(fù)責(zé)抑郁癥或焦慮癥等深層次的多面性疾病。

這項新研究表明，認(rèn)知控制缺陷在許多精神障礙中是常見的，這些缺陷很容易用認(rèn)知控制測試來測量，而且有明確的電生理特征與這些缺陷相對應(yīng)。Widge和他的團(tuán)隊雄心勃勃地推測，這種治療方法可能對各種精神疾病有用。

科學(xué)家在新研究中總結(jié)說：“同樣的框架也可以應(yīng)用于其他認(rèn)知或情緒問題，例如，監(jiān)測和加強學(xué)習(xí)或情緒失調(diào)。盡管在這些結(jié)果能夠直接應(yīng)用于臨床之前仍然存在大量的技術(shù)差距，并且需要為認(rèn)知作為治療的主要焦點建立證據(jù)基礎(chǔ)，但我們的結(jié)果可以成為干預(yù)人類神經(jīng)精神疾病的高度具體方法的基礎(chǔ)。”

這項新研究發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。

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