電，既是一種自然現(xiàn)象，也是一種能量。
電，還是現(xiàn)代科學(xué)的產(chǎn)物。
電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用極大的節(jié)省了人類的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，使人類的力量長(zhǎng)上了翅膀，使人類的信息觸角不斷延伸。電對(duì)人類生活的影響有兩方面：能量的獲取轉(zhuǎn)化和傳輸，電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)。然而，今天的我們殊不知，在很早以前人類就已經(jīng)開始使用電流治療各種疾病了。
公元 50 年，羅馬皇帝克勞狄一世時(shí)期的宮廷醫(yī)生 Scribonius Largus 開始使用電鰩治療頭痛和痛風(fēng)。1000 年后，用于治療疾病的腦刺激想法再次被點(diǎn)燃。1786 年，路易吉·伽伐尼證明，青蛙腿的神經(jīng)可以導(dǎo)電。之后，亞歷桑德羅·伏特提出了電的接觸學(xué)說，使電流通過電線，發(fā)明了第一個(gè)可以產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的裝置 --------“伏特電堆”。
然而，這些偉大的科學(xué)家卻未預(yù)測(cè)出他們的科技成果可通過在人的大腦中產(chǎn)生電流而達(dá)到治療疾病的目的。
2014 年 9 月 8 日，有“諾貝爾獎(jiǎng)風(fēng)向標(biāo)”之稱的拉斯克獎(jiǎng)公布了獲獎(jiǎng)?wù)呙麊巍７▏?guó)約瑟夫傅立葉大學(xué)的 Alim Louis Benabid 博士 和美國(guó)埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Mahlon R. DeLong 博士 獲得 2014 年“拉斯克臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”。 他們發(fā)現(xiàn)的丘腦底核的腦深部刺激技術(shù)，可幫助帕金森患者減少顫抖和恢復(fù)運(yùn)動(dòng)，改善了超過了 10 萬(wàn)名帕金森患者或其它神經(jīng)或神經(jīng)精神疾病患者的生活質(zhì)量。
左：Alim Louis Benabid 右：Mahlon R. DeLong
2014 年 4 月 11 日是第 17 個(gè)“世界帕金森病日”。 目前我國(guó) 60 歲以上人群帕金森患病率為 1%～2% 左右，中國(guó)內(nèi)陸目前帕金森病病人已有 200 萬(wàn)，占全國(guó)老年人口的 1%，每年新增病例 10 萬(wàn)人，預(yù)計(jì) 25 年后全國(guó)患者將達(dá)到 500 萬(wàn)。
帕金森病是一種常見的神經(jīng)功能障礙疾病，被稱為“慢性癌癥”，是一種常見的致殘性疾病，患者不能生活自理，其危害性僅次于腫瘤、心腦血管疾病。帕金森病病因目前尚不清楚，一般認(rèn)為主要與年齡老化、遺傳和環(huán)境等因素有關(guān)。
帕金森病主要的癥狀體征為：1、廣泛的運(yùn)動(dòng)癥狀，包括：面具臉、低聲、靜止性震顫、寫字障礙、強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌張力障礙、平衡障礙和步態(tài)障礙；2、非運(yùn)動(dòng)癥狀，包括：抑郁、焦慮、冷漠、無(wú)序睡眠和認(rèn)知障礙；3、自主神經(jīng)系統(tǒng)問題，包括：性功能障礙、便秘、胃腸疾病和直立性低血壓。
通常情況下，帕金森患者的確認(rèn)診斷年齡為 60 歲或 70 歲，而年齡正是這種疾病最重要的危險(xiǎn)因素。據(jù)估計(jì)，1% 到 2% 的 60 歲以上老年人受到年齡因素的影響。一般人群中，每三人中就有一人患有帕金森病，一部分人會(huì)在一年內(nèi)失業(yè)，而大部分人將會(huì)在 5 年內(nèi)失業(yè)。平均而言，帕金森病患者每年將會(huì)花費(fèi) 1000-6000 美元用于藥物治療，并且他們住院治療的危險(xiǎn)性高達(dá) 30%。
雖然帕金森病無(wú)法徹底治愈，但研究發(fā)現(xiàn)發(fā)病后 1 至 3 年內(nèi)開始治療的患者，自理能力、活動(dòng)能力和生活質(zhì)量等方面明顯優(yōu)于發(fā)病后 4-6 年才開始治療的患者，因此，發(fā)病早期選擇正確的治療方案是關(guān)鍵。
在 1960 年代末之前，在科學(xué)先驅(qū)者對(duì)人類大腦的運(yùn)動(dòng)傳輸通路進(jìn)行劃分之后，研究人員應(yīng)用酒精或熱源于基底神經(jīng)節(jié)區(qū)域?qū)ε两鹕〉南嚓P(guān)區(qū)域進(jìn)行了研究。這些方法雖取得了有限的成功，但是，部分方法卻是錯(cuò)誤的、不精確的或是結(jié)果不一致。此外，蓄意制造的頻繁性雙側(cè)腦損傷導(dǎo)致了言語(yǔ)、吞咽和認(rèn)知功能的不可逆轉(zhuǎn)性損傷。但是這種手術(shù)入路卻隨著左旋多巴的發(fā)現(xiàn)而逐漸變得流行。
在左旋多巴被引進(jìn)之前，帕金森病患者的生活質(zhì)量較低且非常糟糕。自從左旋多巴被引進(jìn)后，帕金森病患者便從凍結(jié)狀態(tài)中被喚醒，震顫消退、強(qiáng)直減弱、重拾行走能力，并且?guī)缀跛械幕颊叨伎梢院芎玫脑诩抑猩睢?/p>
然而，最重要的、令人擔(dān)憂、意想不到的挑戰(zhàn)出現(xiàn)了 ------ 與多巴胺相關(guān)的藥物治療并發(fā)癥。患者開始報(bào)告疾病的起伏現(xiàn)象（隨著劑量減少）、凍結(jié)狀態(tài)（特別是在行走時(shí)）、舞蹈樣動(dòng)作（舞蹈病）和左旋多巴誘發(fā)的異動(dòng)癥，一些患者還報(bào)告長(zhǎng)期應(yīng)用左旋多巴對(duì)震顫無(wú)治療應(yīng)答。盡管左旋多巴使眾多帕金森病患者奇跡般的“醒來(lái)”，但是人們逐漸意識(shí)到長(zhǎng)期使用左旋多巴會(huì)使其失去其藥效且可能加劇帕金森氏癥患者的癥狀。
在 1970 年代早期，在左旋多巴引進(jìn)不久之后，Mahlon DeLong 開始著手研究大腦中復(fù)雜、被忽視的區(qū)域。在這之前，DeLong 博士加入了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的 Edward Evarts 實(shí)驗(yàn)室，有研究前景的大腦區(qū)域（如運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)和小腦）早已被分配給了其他的研究人員，他卻只能對(duì)基底神經(jīng)節(jié)區(qū)域進(jìn)行研究。
即使對(duì)大腦這部分正常的解剖生理學(xué)知識(shí)知之甚少，也不能阻止 DeLong 博士對(duì)這一領(lǐng)域的探索。DeLong 博士發(fā)表了靈長(zhǎng)類動(dòng)物神經(jīng)基底節(jié)神經(jīng)元的腦電活動(dòng)模型描述和這些神經(jīng)元對(duì)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的完整描述。
1986 年，繼 Garrett Alexander 和 Peter Strick 的研究之后，DeLong 博士提出了“隔離電路假說”，從此，這項(xiàng)開創(chuàng)性的假說便打開了基底神經(jīng)節(jié)和帕金森病的開放性研究的大門。他發(fā)現(xiàn)，基底神經(jīng)節(jié)和皮質(zhì)、丘腦的關(guān)聯(lián)區(qū)域（僅有少部分功能或解剖學(xué)串道）可以被劃分為獨(dú)立的區(qū)域。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有了新的認(rèn)識(shí)，為電調(diào)制的研究做好了進(jìn)一步的準(zhǔn)備。
這項(xiàng)研究表明，許多神經(jīng)和神經(jīng)精神病學(xué)疾病的癥狀可能與特定皮質(zhì) - 基底神經(jīng)節(jié)大腦回路功能障礙有關(guān)。DeLong 博士、Hagai Bergman 博士和 Thomas Wichmann 博士通過破壞帕金森病靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型的丘腦底核，驗(yàn)證了這一假設(shè)，從而改善了帕金森病的疾病癥狀。
圖 1:DeLong 博士的基底神經(jīng)節(jié)回路“盒子”模型
圖 A 為正常的基底神經(jīng)節(jié)大腦回路，黑色箭頭為抑制性活動(dòng)，淺色箭頭為興奮性活動(dòng)。圖 B 為帕金森病大腦回路的改變。當(dāng)黑質(zhì)退化時(shí)，整個(gè)回路的生理輸出就發(fā)生了改變。內(nèi)側(cè)蒼白球和黑質(zhì)網(wǎng)狀帶有特定的變化速率和細(xì)胞活動(dòng)模式，這種變化速率和細(xì)胞模式導(dǎo)致了丘腦和大腦皮層的活動(dòng)抑制。粗線表明活動(dòng)增加，細(xì)線表明活動(dòng)減少。
Mahlon DeLong 通過記錄不同大腦區(qū)域的腦電活動(dòng)設(shè)計(jì)了這個(gè)盒子模型，這個(gè)盒子模型表明，通過使特定回路區(qū)域病變從而改善帕金森病癥狀。圖 C 表明，基底神經(jīng)節(jié)回路是如何通過將深部腦刺激器插入丘腦底核而改變。圖 A 和圖 B 中涉及的區(qū)域在圖 C 中以紅色陰影表示。
不久之后，電流作為帕金森病大腦回路的調(diào)制方法被逐漸引進(jìn)。法國(guó)的神經(jīng)外科醫(yī)師 Alim-Louis Benabid 在這個(gè)基礎(chǔ)上又邁出了勇敢的一步， Alim-Louis Benabid 將刺激性電極植入帕金森病患者大腦從而達(dá)到治療震顫的目的，而埋于皮下的導(dǎo)線可為大腦提供連續(xù)不斷的電流。
1987 年，Benabid 為一位有震顫癥狀的老年人進(jìn)行了手術(shù)。在這之前，他都是通過手術(shù)毀損來(lái)治療震顫，由于擔(dān)心在另一個(gè)大腦半球做手術(shù)毀損可能會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生潛在的不利影響，因此，在第二個(gè)程序中，他處理了對(duì)側(cè)的震顫。對(duì)此，他進(jìn)行了一項(xiàng)大規(guī)模的測(cè)試，探索大腦表面下究竟有幾厘米。
從既往的外科手術(shù)中，他了解到，低頻刺激加重震顫，但是快速脈沖可以壓制這種震顫。所以，Benabid 在大腦中植入了神經(jīng)刺激器（即深部腦刺激器）。
深部刺激器，常被稱作腦起搏器，是一種應(yīng)用立體定向技術(shù)將刺激器放置于基底節(jié)或丘腦的靶區(qū)域，對(duì)深部腦組織的特定部位提供連續(xù)脈沖刺激的一種設(shè)備，它的電極由 4 個(gè)電極觸點(diǎn)組成，導(dǎo)線與外部電源相連，電極通過埋于皮下的導(dǎo)線與放置于胸膛皮下組織的脈沖發(fā)生器相連，通過開關(guān)控制器就可以調(diào)整電極對(duì)刺激頻率、刺激強(qiáng)度和波寬在內(nèi)的所有刺激參數(shù)。
盡管深部腦刺激的生物學(xué)機(jī)制尚不清楚，但是我們現(xiàn)在知道，人類大腦功能很大程度上是通過連續(xù)不斷地重復(fù)振幅來(lái)調(diào)節(jié)。這些振幅可以改變或調(diào)節(jié)，最終會(huì)影響我們的認(rèn)知、行為和運(yùn)動(dòng)功能。如果一個(gè)振幅出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致震顫或是出現(xiàn)帕金森病的其他癥狀。
因此，深部腦刺激療法可輔助治療一些疾病中大腦回路的異常振幅狀態(tài)。神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)化學(xué)、神經(jīng)與血管和神經(jīng)再生方面的改變可能支持了深部腦刺激療法的有效性。
自 1987 年后，深部腦刺激的發(fā)展歷史如下：1992 年 8 月，歐洲多中心震顫臨床研究所首度將 100 多名患者納入試驗(yàn)。1995 年 2 月，Medtronic 丘腦刺激療法在歐洲，加拿大與澳洲通過，用以治療原發(fā)性震顫與帕金森病震顫。
1995 年秋，全球 18 個(gè)利用丘腦底核或蒼白球刺激控制重度帕金森病癥狀的 Medtronic 臨床研究中心首度將患者納入試驗(yàn)，包括美國(guó)，歐洲，加拿大和澳洲共 160 位患者。1997 年 7 月，Medtronic 腦起搏器震顫控制療法在美國(guó)通過，用以治療原發(fā)性震顫與帕金森病震顫。
1998 年 4 月，Medtronic 腦起搏器帕金森病療法在歐洲，加拿大和澳洲通過，用以治療重度帕金森病的運(yùn)動(dòng)障礙。2002 年 1 月，Medtronic 腦起搏器帕金森病控制療法在美國(guó)通過，用以治療重度重度帕金森病的運(yùn)動(dòng)障礙。
在深部腦刺激療法發(fā)展之前，在治療帕金森病患者時(shí)，神經(jīng)病學(xué)家、神經(jīng)外科醫(yī)師、精神病學(xué)家和康復(fù)治療師的工作彼此間相互獨(dú)立。深部腦刺激療法的成功促使了多學(xué)科（康復(fù)）綜合小組的形成，它克服了專業(yè)偏見，加強(qiáng)了不同學(xué)科間的溝通、互動(dòng)和良好協(xié)作，確保了綜合治療的有效運(yùn)行。
這種個(gè)性化的治療方案包括：以癥狀為基礎(chǔ)，選擇大腦目標(biāo)區(qū)域和圍手術(shù)期的護(hù)理。盡管深部腦刺激團(tuán)隊(duì)有很多成員，但是成功最重要的元素還是神經(jīng)病學(xué)家和神經(jīng)外科醫(yī)師之間的合作。因此，拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給這兩位對(duì)深部腦刺激治療有突出貢獻(xiàn)的神經(jīng)病學(xué)家 Mahlon DeLong 博士和神經(jīng)外科醫(yī)師 Alim-Louis Benabid。
神經(jīng)回路生理學(xué)的實(shí)時(shí)監(jiān)控推動(dòng)了智能技術(shù)這一領(lǐng)域的發(fā)展，更小、更時(shí)尚、更高效節(jié)能的裝置即將出現(xiàn)，電流傳輸也將會(huì)越來(lái)越精確，遠(yuǎn)程監(jiān)控和設(shè)備調(diào)整或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>
以目前的形式來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)也有一些局限性。電流可以傳輸?shù)綗o(wú)意識(shí)的大腦區(qū)域，造成副作用，而且，深部腦刺激通常并不是對(duì)所有的癥狀都有效。大多數(shù)情況下，神經(jīng)刺激器的電源放置在鎖骨下區(qū)域，但是這種配置增加了骨折和感染的高風(fēng)險(xiǎn)性。
深部腦刺激設(shè)備
圖 A 為位于顱骨內(nèi)的神經(jīng)刺激器（電池源），減少了骨折和潛在感染的風(fēng)險(xiǎn)。圖 B 為在大腦內(nèi)埋入導(dǎo)線，通過延長(zhǎng)線連接到位于鎖骨下方的神經(jīng)刺激器。圖 C 為臨床醫(yī)師通過程序設(shè)計(jì)裝置在床邊為患者更改神經(jīng)刺激器參數(shù)。
盡管如此，深部腦刺激對(duì)帕金森病的治療仍有著巨大的影響。在過去的幾十年里，深部腦刺激已經(jīng)從高度試驗(yàn)性的手段發(fā)展為治療特發(fā)性震顫（家族遺傳性震顫）、肌張力障礙、癲癇、強(qiáng)迫癥試驗(yàn)治療、抑郁癥和阿爾茨海默病（老年癡呆）高度有效的外科治療手段。
深部腦刺激治療帕金森病常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療特發(fā)性震顫常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療癲癇常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療肌張力障礙常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療強(qiáng)迫癥常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療抽動(dòng)穢語(yǔ)綜合征常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療抑郁癥常用靶點(diǎn)
深部腦刺激治療阿爾茨海默病常用靶點(diǎn)
由于深部腦刺激與手術(shù)毀損同一核團(tuán)所引發(fā)的臨床效果相似，促使應(yīng)用功能神經(jīng)手術(shù)治療運(yùn)動(dòng)障礙的局面得到很大改變。實(shí)際上，深部腦刺激已經(jīng)取代了丘腦毀損術(shù)用于治療頑固性震顫這一手術(shù)入路，而丘腦底核或蒼白球內(nèi)側(cè)核深部腦刺激則已經(jīng)取代了大部分用于治療帕金森病主要運(yùn)動(dòng)癥狀的蒼白球毀損術(shù)。
深部腦刺激通常在患者對(duì)其他療法無(wú)效的情況下應(yīng)用，雖然成為了“仿生學(xué)機(jī)器人”，卻使患者重獲生機(jī)。多虧了兩位非凡科學(xué)家所做的杰出貢獻(xiàn)，我們才得以進(jìn)入人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)制的新紀(jì)元。
編輯： psych002
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