加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家表示,一种新型"智能"脑部植入物可能帮助帕金森病患者保持更稳定的步态。在周一发表的一篇论文中,研究团队报告称,一种能根据行走实时调整脑部刺激的设备,在一项小型盲法试验中使患者的步伐更加平稳,跌倒次数减少。该系统不会持续输出电刺激,而是根据步态周期的每个阶段调整脉冲,针对每条腿的摆动和支撑阶段。虽然这些结果还处于早期阶段且规模较小,但它们暗示了一种应对顽固性行走和平衡问题的新方法,这些问题通常对标准治疗方法无反应。
植入物如何学习患者步态
根据加州大学旧金山分校新闻报道,这种完全植入的设备在患者移动时记录大脑运动区域的神经活动,然后使用数据驱动算法识别与左右腿摆动相关的个性化生物标记。这些信号有效地教会系统每位患者的行走周期特征。研究人员随后对植入物进行编程,使其刺激锁定在这种模式上,并能在亚秒级时间尺度上根据人在日常生活中的行走调整其振幅。
小型盲法试验,跌倒次数减少
为了验证这一概念是否真正帮助患者,研究团队对五名已有深部脑刺激硬件的参与者进行了一项随机、盲法交叉可行性试验。研究人员将每位参与者的步态生物标记嵌入双向神经刺激器,然后将传统的持续刺激与新的步态同步自适应方法进行比较。
据《自然·医学》(Nature Medicine)报道,自适应刺激在保持整体运动控制的同时,减少了步态变异并改善了步态对称性。当启用自适应设置时,参与者跌倒的频率降低。作者报告称没有发生严重不良事件,参与研究的人员在数天的家庭测试中能够耐受快速的刺激变化。
设备、数据及试验现状
根据ClinicalTrials.gov网站信息,这项工作是在加州大学旧金山分校注册为NCT04675398的协议下进行的,使用了美敦力(Medtronic)的实验性Summit RC+S感应和刺激平台。该团队此前已将研究结果的早期版本作为预印本分享,并表示根据medRxiv预印本和已发表的方法,大部分分析代码和去标识数据将向其他研究人员提供。
未来展望
作者强调,这是一项早期可行性研究,参与者仅有少数几人,论文也指出仍需进行更大规模、多中心的随机试验,以证明步态同步自适应深部脑刺激能否为更广泛的帕金森病人群提供持久益处。如果这一承诺在更大规模的研究中得到证实,相同的运动响应框架最终可能适用于其他动态行为,从言语到情绪和认知,而这些正是当前持续刺激难以可靠治疗的领域。
对于旧金山湾区的患者和家属来说,这项研究提供了一种谨慎但具体的乐观:植入设备可以在诊所外的真实生活中作出响应,而不仅仅是在安静的检查室中。这种智能刺激能否从专业研究项目过渡到日常护理,将取决于更广泛的可及性、硬件改进和长期随访。
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