每年,成千上万的中风幸存者会出现偏盲症状,即丧失一半视野("垂直中线")。偏盲严重影响日常活动,如阅读、驾驶或在拥挤的空间中行走。
目前尚无能够令人满意地恢复偏盲患者视力功能的治疗方法。大多数现有方案侧重于教导患者如何适应视力丧失,而非恢复视力。要实现一定程度的恢复,患者需要接受数月密集的神经康复训练,且效果通常仅限于中等程度的改善。
挑战在于大脑如何协调不同视觉区域的活动,例如初级视皮层和中颞区(次级视皮层)之间的协调,这种交互负责运动检测。这些区域通常以协调的方式运作,通过称为振荡的精确脑电节律计时来交换信息。但中风常常会导致这种通信中断。
研究表明,通过外部非侵入性脑刺激针对这些振荡可能有助于恢复区域间被打乱、不同步的通信,提高性能并支持视力恢复。为此,洛桑联邦理工学院(EPFL)Neuro-X研究所的弗里德海姆·哈默尔(Friedhelm Hummel)领导的研究团队测试了一种新治疗方法,该方法将视觉训练与多焦点非侵入性脑刺激相结合,以重新协调大脑通信并改善偏盲恢复。
在这项概念验证、安慰剂对照、双盲临床试验中,第一作者埃斯特尔·拉芬(Estelle Raffin)及其同事表明,这种新方法可以显著增强中风患者的视觉功能恢复,甚至对那些长期存在视力障碍的患者也有效。
"这是我们令人兴奋的临床项目之一,我们应用了一种创新的治疗策略,该策略基于受大脑生理功能启发的协调双焦点非侵入性脑刺激,旨在增强偏盲中风患者的视觉功能,"哈默尔说。"此外,我们确定了与治疗反应相关的因素,这些因素可能是患者分层的潜在生物标志物。"
该试验招募了16名偏盲中风患者。参与者接受了一项运动检测任务的训练,该任务旨在刺激其盲区边缘。同时,他们接受了一种称为交叉频率经颅交流电刺激(cf-tACS)的脑刺激,该技术使用低强度电流来调节脑振荡,重新协调它们并增强认知功能。
在本研究中,cf-tACS被用于同步初级视皮层和中颞区之间的脑振荡。研究人员以模拟大脑自然通信模式的方式,向这两个区域施加不同频率的电信号。
具体而言,他们使用了所谓的前向模式cf-tACS,将低频α波传递给初级视皮层,将高频γ波传递给运动敏感区域。这种方法模拟了视觉处理过程中大脑典型的"自下而上"信息流,有助于重新建立中风后被打断的通信。
脑刺激改善运动感知
接受前向模式cf-tACS的患者在运动感知方面的改善明显大于接受反向模式对照的患者。患者经历了可测量的视野扩展,特别是在训练期间针对的区域。一些患者甚至报告了现实生活中的改善,例如一位患者表示"当妻子驾驶时,他能够看到坐在副驾驶座位上妻子的右臂",这在cf-tACS治疗前是不可能的。
脑成像和脑电图(EEG)数据证实,该治疗恢复了初级视皮层和中颞区之间的通信。脑电图显示这些区域之间的同步性得到改善,脑部扫描证实刺激后中颞区的活动增加。在那些视皮层到中颞区通路仍然部分完整的患者中,改善最为明显,这表明即使这些电路的部分保留也能支持恢复。
这项研究表明,使用同步的、基于生理学原理的刺激针对特定脑回路可以放大视觉训练的效果。如果在更大规模的试验中得到证实,这种方法可以为遭受偏盲的中风幸存者提供更快、更易获得的治疗方法。
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