大腦植入物幫助患者改善認知
北京時間12月5日，埃隆·馬斯克(Elon Musk)的腦機接口公司Neuralink希望利用大腦植入物讓癱瘓人士恢復運動能力，目前正在準備首次人體試驗。周一公布的最新研究顯示，腦機技術正在幫助腦損傷患者改善認知狀況，它的應用似乎沒那么遙遠。
在美國，創傷性腦損傷已經導致500多萬人永久殘疾。他們甚至無法專注于簡單的任務，經常不得不辭職或輟學。但是，周一發表的一項研究給他們帶來了一線希望。在這項研究中，5名中度、重度腦損傷患者的頭部被植入了電極。當電極刺激他們的大腦時，他們在認知測試中的表現得到了改善。
研究人員稱，如果測試結果在更大規模的臨床試驗中得到證實，那么這種植入物可能會成為治療慢性腦損傷的第一種有效方法。“這是證明你可以有效改善腦損傷問題的第一個證據。”領導這項研究的紐約威爾康奈爾醫學院的神經學家尼古拉斯·希夫(Nicholas Schiff)博士表示。
希夫博士領導了這次研究
吉娜·阿拉塔(Gina Arata)是接受植入手術的志愿者之一。在她22歲時，一場車禍讓她出現了疲勞、記憶問題和情緒無法控制問題，導致她放棄了上法學院的計劃，和父母一起住在加州莫德斯托，也無法保住一份工作。
2018年，在發生車禍18年后，阿拉塔接受了植入手術。她說，自己的生活發生了深刻變化。“我可以做一個正常人，和別人交談。看到自己的改變讓我有點驚訝。”阿拉塔表示。
大腦關鍵樞紐
希夫博士和他的同事根據多年來對大腦結構的研究設計了這項人體試驗。這些研究表明，人類聚焦任務的能力取決于一個腦區網絡。這些區域通過神經元的長分支相互連接，相互發送信號，形成一個反饋回路，讓整個網絡保持活躍。
希夫及其同事提出了一個假設，那就是大腦在車禍或摔倒等事故中突然遭到碰撞，會破壞腦區網絡中的一些遠距離連接，導致人們陷入昏迷。在恢復期間，這個網絡可能能夠自行恢復。但如果大腦嚴重受損，它可能無法完全恢復。
隨后，希夫和同事發現，大腦深處的一個結構是這個網絡的關鍵樞紐。它被稱為中央外側核，是一層薄薄的神經元，大小和形狀都和杏仁殼差不多。人類大腦有兩個這樣的結構，左右半球各有一個。它們似乎能幫助大腦在晚上安靜下來入睡，并在早上讓大腦運轉起來。希夫的研究表明，刺激這些區域的神經元可以喚醒熟睡的老鼠。
這些研究提出了一種可能性，即刺激中央外側核可能有助于創傷性腦損傷患者重新獲得專注力和注意力。外科醫生經常在帕金森病患者身上植入電極。這種植入物每秒釋放數百次的微小電脈沖，引導鄰近的神經元發射自己的信號，恢復大腦的一些功能。
手術
2018年，希夫和他的同事開始招募像阿拉塔這樣的志愿者，后者在事故發生后多年內一直患有慢性疾病。在插入電極之前，研究人員會對志愿者進行了一系列測試，以判斷他們集中注意力和切換任務的能力。例如，在一次測試中，志愿者每人會收到一張寫滿字母和數字的紙，必須盡快把它們按順序連接起來。
在手術前，研究人員掃描了每位志愿者的大腦，繪制出精確的地圖。斯坦福大學神經外科醫生杰米·亨德森(Jaimie Henderson)博士引導電極穿過大腦，到達中央外側核。
亨德森博士在六名志愿者身上植入了電極，但其中一名志愿者在出現頭皮感染后不得不退出研究。從手術后一個月開始，剩下的五名志愿者接受了后續測試。在接受字母和數字考試時，他們得到的分數介于15%到52%之間。
以前的自己
為了更加廣泛地了解志愿者的經歷，威爾康奈爾醫學院的醫學倫理學家約瑟夫·芬斯(Joseph Fins)博士對志愿者及其家人進行了一系列面談。像阿拉塔一樣，大多數志愿者都表示，植入物讓他們更像以前的自己了。
相比之下，在認知測試中進步最大的志愿者卻反應冷淡。“我覺得沒什么壞處，只是不知道幫助有多大。”他表示。
然而，這位患者的兒子卻觀察到了顯著的變化，尤其是他父親的自我意識。“簡直是天翻地覆的變化。”他的兒子表示。
比利時列日大學的神經學家史蒂文·勞雷斯(Steven Laureys)博士沒有參與這項研究。他指出，研究結果支持了一種理論，即注意力和其他形式的思維依賴于全腦網絡。“有足夠的理由相信這是值得進行的研究。”他表示。
希夫和他的同事正計劃對大腦植入物進行更大規模的研究，他表示：“我們必須看看數據是如何變化的。”
牛津大學的神經外科醫生亞歷克斯·格林(Alex Green)博士沒有參與這項研究。他表示，中央外側核并不是唯一有望成為大腦網絡樞紐的區域。“我們還不知道實施刺激的最佳部位。”格林稱。他和同事們正在準備他們自己的腦損傷試驗，嘗試在一個叫做腳橋核的區域使用電極。
勞雷斯博士知道植入手術會很昂貴，但他認為社會應該認識到有數百萬人遭受了創傷性腦損傷。“這是一種無聲的流行病。”他這么評論道。
【來源：鳳凰網科技】
