加州大学旧金山分校的研究人员在治疗帕金森病方面取得了一项长期追求的目标：一种能够实时适应患者运动的脑部植入物。
在周一发表在《自然医学》杂志上的一项研究中，加州大学旧金山分校的科学家报告称，一种新型自适应深部脑刺激(DBS)帮助改善了一小群帕金森病患者的行走模式并减少了跌倒。与传统DBS持续输送稳定电脉冲不同，新系统能够持续"倾听"大脑并在人行走时调整其输出。
对许多帕金森病患者而言，行走可能成为该病最令人沮丧和致残的症状之一。患者可能会毫无预警地原地冻结、失去平衡或跌倒。尽管DBS已彻底改变了震颤、僵硬和动作迟缓的治疗方法，但行走困难仍然难以治疗。
"行走困难是帕金森病最致残的症状之一，也是最难治疗的症状之一，"该大学神经外科副教授、研究高级作者多丽丝·王在加州大学旧金山分校健康中心发布的一份声明中表示。"行走是一种高度动态的行为，需要身体两侧精确的协调时间。我们开发的系统能够识别这些运动模式并实时响应，有效地使刺激能够随着患者的移动而协同工作。"
加州大学旧金山分校的科学家认为，标准DBS在改善步态方面成效有限的一个原因是行走是不断变化的。每一步都需要大脑、脊髓和肌肉之间的快速协调。然而，传统刺激器无论人在做什么都提供相同的治疗。
为应对这一挑战，他们开发了一种个性化自适应系统，能够识别与左右腿运动相关的脑信号。这些信号被直接嵌入到植入式神经刺激器中，使设备能够在行走的每个阶段自动调整刺激，无需依赖外部计算机。
"大脑包含关于运动的极为丰富的信息，"加州大学旧金山分校博士后学者、该研究的第一作者肯尼斯·路易表示。"我们发现可以识别与每一步相关的神经特征信号，并利用它们来实时引导刺激。"
这项研究涉及五名先前接受过DBS手术并参与加州大学旧金山分校研究项目的帕金森病患者。除了植入大脑深处的治疗性电极外，参与者还在与运动相关的区域放置了研究电极，使科学家能够识别个性化的行走神经特征信号，并对设备进行编程以实现自动响应。
在实验室测试中，自适应系统改善了步态对称性并减少了行走模式的变异性，这些都是更稳定和更有效运动的标志。随后，参与者在一项盲法多日研究中在日常生活中测试了该技术。研究人员发现，当自适应系统激活时，跌倒发生频率降低，同时帕金森病症状的整体控制得以维持。
据研究称，没有报告严重不良事件，参与者能够耐受快速的刺激调整。
研究结果是初步的，研究人员警告称需要更大规模的研究。尽管如此，这项工作指向了一个未来，即植入设备能够持续监测大脑活动，并仅在需要时提供个性化治疗。
"这项研究不仅仅是关于行走，"王说。"它证明了脑刺激可以实时适应一个人正在做的事情。这为能够动态响应运动、言语、情绪、认知和其他大脑功能的未来疗法打开了大门。"
研究人员表示，这种方法最终可能重塑神经系统疾病的治疗方法。
"这是迈向新一代脑部疗法的重要一步，"王说。"未来的设备可能不再全天提供相同的刺激，而是持续'倾听'大脑并立即响应患者需求。正如起搏器彻底改变了心脏病治疗一样，智能神经刺激器可能会改变我们治疗脑部疾病的方式。"
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