深层脑刺激对治疗阿尔茨海默症有效吗?

这种大脑程序经常用于治疗帕金森病

这听起来像是来自Star Trek制造商的一些东西,但研究人员发现,对轻度阿尔茨海默病患者使用深度脑刺激可能会出现这种可能性。 而且,在药物可用但疗效有限的世界,继续开发替代疗法来治疗和预防阿尔茨海默氏症至关重要。

什么是深度脑刺激?

深部脑刺激(DBS)是一种将电极置于大脑内并编程以发出小电脉冲以刺激大脑活动的程序。

DBS已用于帕金森病患者数年,在减少震颤和肌肉收缩以及改善姿势方面取得了相当大的成功。 目前正在研究治疗抑郁症和强迫症等其他疾病

电极如何置于大脑中?

简短的回答:脑部手术。 为了使DBS成为可能,必须将电线插入大脑。 使用局部麻醉 ,神经外科医生在患者的颅骨上钻洞,并仔细地将电线穿入大脑的不同区域。 (局部麻醉,当病人醒着,但身体的一部分麻木时,可以使用,因为大脑本身不会感觉到任何疼痛。)

然后在全身麻醉下将起搏器样机器植入人体胸部,最终每秒钟可以向导线和大脑输送130个微型电脉冲。 最初植入时,刺激器关闭; 手术几天或几周后,刺激器开启并开始将电脉冲传递给大脑。

当用于治疗阿尔茨海默氏病时,这些线通常连接到脑中的穹窿。 根据约翰霍普金斯医学,“穹窿是一个大脑通路,有助于将信息带到海马 ,大脑中开始学习和记忆的部分,以及阿尔茨海默症最早症状出现的地方。”

深层脑刺激如何工作?

关于它为什么有效,有几种理论,但还没有结论性的答案。 在帕金森病中,它被认为是打断并破坏大脑的错误射击。

事实上,研究人员对DBS的理解非常有限,以至于当DBS被一个病态肥胖的男性进行测试以试图控制其食欲时,意外地发现了将DBS用于阿尔茨海默病的可能性。 当他们用导线放置和电脉冲测试他时,他报告了一个生动的记忆。 当他们关闭冲动时,记忆消失了,当他们重新启动刺激器时,记忆又回来了。 这导致了人们认识到,也许有一种方法可以刺激大脑和它所拥有的记忆。

它安全吗?

DBS看起来相当安全。 尽管脑外科手术的想法听起来非常危险,但专家认为,这一手术实际上并不像听起来那样具有侵入性。

脑部手术总是有风险的; 然而,全世界有超过10万人患有帕金森氏病,他们接受了DBS治疗,问题很少。 风险包括感染,设备故障,冲程,电池故障和电线移动。

深部脑刺激与阿尔茨海默病的研究

第一阶段研究

2010年,“神经学年鉴”杂志发表了一项研究,概述了在加拿大进行的一项I期临床试验,其中6人被诊断患有早期阿尔茨海默病。 他们每个人都有一个深入的大脑刺激器手术植入他们的大脑,并经历了12个月的持续电刺激。

他们在6个月和12个月的认知功能测试表明有所改善,或者六名参与者中有三名的下降幅度低于预期。

此外,使用PET扫描来评估脑葡萄糖代谢,这是大脑分解糖用于脑燃料的能力,并且也可以是大脑中神经元活性水平的指标。 患有阿尔茨海默病的人通常会随着时间的推移显示葡萄糖代谢下降,但这六位研究参与者表现出在整个研究期间维持的增加。 有趣的是,大脑在阿尔茨海默病中分解糖的能力下降,导致一些研究人员称阿尔茨海默氏症为“ 3型糖尿病”

第二阶段研究

在通过约翰霍普金斯进行的II期研究中,42位45至85岁的患者参与了DBS以治疗他们的阿尔茨海默病。 他们每个人都在2012年至2014年期间接受了DBS手术以进行植入手术。他们中的一半在2周后开启了刺激器,其中一半在12个月后开启。 这是一项双盲研究,因为医生和患者都不知道刺激器何时被激活。

本研究通过包括ADAS-Cog 13在内的多种测试对认知进行评估。脑部葡萄糖代谢也在不同脑区测量。

这项研究的结果很有意思,并不一定是预期的结果。 在植入刺激器6个月后,大脑葡萄糖代谢显着增加,但是这些增益在12个月时不能维持。 此外,还注意到与年龄有关的差异。 那些65岁以上的参与者表现出认知功能和脑葡萄糖代谢的改善。 那些65岁以下的人在这两方面都没有显示出明显的改善。 研究人员推测,这种影响可能与阿尔茨海默病患者( 早发性阿尔茨海默病 )相比,晚发性阿尔茨海默病患者的年轻脑结构恶化有时更为严重。

DBS对大脑的影响总结

已经通过这些I期和II期临床试验研究了DBS对阿尔茨海默氏症的影响,但是关于它如何影响大脑的信息也已经从包括其他研究和治疗帕金森病在内的其他环境中使用。 已发现以下效果:

改善整体认知:通过对多种神经心理测试的测量,对阿尔茨海默病患者的DBS进行研究,可以提高一些参与者的认知能力。 这些测试测量大脑功能的几个方面,包括记忆, 定向 ,单词识别等。

海马体积增加:虽然海马(与记忆相关的大脑的一部分) 萎缩伴随衰老的存在并且在阿尔茨海默病中更显着,但已发现DBS增加阿尔茨海默病患者的海马体积。 记忆功能与海马体积相关。

脑葡萄糖代谢增加:如上文所强调的,一些接受DBS的受试者在脑的多个区域表现出改善的葡萄糖代谢。

穹窿体和乳头体的体积增加:大脑中的穹窿体和乳头体(均与记忆功能有关)在DBS后与阿尔茨海默病患者相比体积增加。

更高的乙酰胆碱水平: DBS在研究中也显示可触发乙酰胆碱的释放。 乙酰胆碱有助于将信息从一个神经细胞传递到下一个神经细胞。

增加空间记忆:在对大鼠穹窿进行深度脑刺激后,他们在迷宫中行走的能力显示出改善的空间记忆。 虽然动物研究并不总是转移给人类,但它们经常为我们提供有关实验程序的安全性和有效性的见解。

言语流利性降低:帕金森氏症患者多年来一直使用深部脑刺激,其结果显着。 然而,一些研究发现,其中一些人的口头流利度有所下降。 尽管许多帕金森患者认为这种风险值得大脑刺激为他们提供的益处。 它可能不那么容易被认为是阿尔茨海默病患者的一个有价值的风险。

伦理考虑

虽然有多项研究在人类进行,但一些研究人员呼吁在继续与人进行更多研究之前,在动物中使用DBS进一步扩大研究。 他们指出,虽然有DBS研究参与者经历了一些认知改善,但也有一些人在深度脑刺激后在一些认知领域下降。

这些研究人员还强调,人们对脑深部刺激的工作方式缺乏了解; 因此,他们建议在向人们扩展临床试验之前获得更多信息。

一句话来自

深度脑刺激作为帕金森病的适当治疗方法已被广泛接受; 然而,需要更多研究来辨别其在阿尔茨海默病中的益处。 DBS改善认知功能的潜力令人兴奋,特别是当我们继续努力寻找治疗老年痴呆症的有效方法时。

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