新型可穿戴扫描技术揭示了多发性硬化症(MS)患者大脑功能的独特差异。这是首个将这种新开发技术应用于MS研究的项目,展示了其在神经系统疾病研究中的巨大潜力。
多发性硬化症是一种影响大脑和脊髓的慢性自身免疫性疾病。当免疫系统错误攻击并损伤包裹神经纤维的保护性脂肪物质——髓鞘时,就会发生该疾病。这种损伤会干扰沿神经传递的电信号,导致包括麻木、视力问题、平衡障碍和疲劳在内的一系列神经系统症状。
诺丁汉大学物理与天文学院以及医学与健康科学学院的科学家们采用了新开发的OPM-MEG(光泵磁力计脑磁图)扫描仪。其轻量化头盔与背包式控制单元的独特设计,使研究人员能够测量受试者在静息、站立、行走或完成运动任务时的脑电活动。
与生成脑结构图像的MRI不同,OPM-MEG通过测量神经元群电流产生的磁场,以无创方式实时监测大脑工作状态。在针对MS患者与健康人群的实验中,研究团队证实了MS患者的脱髓鞘病变如何影响大脑视觉系统的神经回路。此外,他们还发现患者的脑部运动区域反应速度明显更慢。
鉴于平衡障碍是MS常见症状,研究团队还检测了受试者站立时的大脑活动。结果显示,与健康人群相比,MS患者站立时表征健康皮层功能的脑节律(通常称为"脑电波")变化更为显著。研究同时表明,MS患者的脑部运动中枢通信模式存在异常。
该研究成果已发表在《神经影像:临床》期刊上。两年前被诊断为原发性进行性多发性硬化症(PPMS)的Pietro Navarra参与了此项研究。他表示:"PPMS影响了我的短期记忆,每天都会导致疲劳,午睡已成为必需。我参与研究是因为目前PPMS的治疗选择有限,若能支持任何进展都将惠及我和他人。此外,我希望能积极改善健康状况,而非被动接受病情恶化(希望这种情况不会发生)。我希望该研究能识别可靶向干预的MS进展细节,或许能针对大脑不同区域进行差异化治疗。同时期待它支持早期诊断,以便在症状产生影响前阻止疾病发展。"
诺丁汉大学的Ben Sanders和Christopher Gilmartin领导了这项研究。物理学博士生Ben Sanders表示:"OPM-MEG能在多种姿势和自然运动过程中实时记录大脑工作状态。我们的论文证明,这项独特能力为MS研究带来了全新洞见。"医学与健康科学学院的Christopher Gilmartin补充道:"我们正基于此开展后续研究,追踪MS患者的长期脑活动变化。长期来看,OPM-MEG有望帮助我们预测哪些患者的症状会恶化,哪些将保持稳定。这类预后判断对MS患者治疗具有重大价值。"
诺丁汉大学神经病学临床教授、MS研究负责人Nikos Evangelou指出:"MS症状难以预测且个体差异显著,这使得疾病管理极为困难。明确了解MS如何影响大脑功能,是理解症状发生机制的重要一步。令人振奋的是,我们现在能研究患者站立甚至未来行走时的脑功能。我们期待这最终能带来更有效的疾病管理方法。"
更多研究信息:Benjamin J. Sanders等人,《多发性硬化症中的OPM-MEG:原理验证与自然姿势的影响》,《神经影像:临床》(2025)。DOI: 10.1016/j.nicl.2025.103888
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