斯坦福医学院的深部脑刺激临床试验为中度至重度脑损伤患者带来了新的希望。该疗法显著改善了认知功能和日常生活活动，显示了脑损伤治疗的突破。
一项针对每位患者量身定制的深部脑刺激新技术，在治疗中度至重度创伤性脑损伤的认知障碍方面，超出了研究人员的预期。
2001年，吉娜·阿拉塔(Gina Arata)在大学的最后一个学期，打算申请法学院，但她在一场车祸中遭受了创伤性脑损伤。这次受伤严重影响了她集中注意力的能力，她在分拣邮件的工作中遇到了困难。
“我什么都不记得了，”阿拉塔说，她和父母住在莫德斯托。“我的左脚耷拉着，所以我总是被东西绊倒。我总是出车祸。而且我没有过滤器——我真的很容易被激怒。”
她的父母得知斯坦福医学院正在进行的研究后，联系了她;Arata被接受为参与者。2018年，医生通过手术将一个装置植入她的大脑深处，然后仔细校准该装置的电活动，以刺激受伤抑制的神经网络。
吉娜·阿拉塔(Gina Arata)在一次车祸中遭受了创伤性脑损伤，从此无法集中注意力阅读。植入她大脑的装置改善了她的注意力、记忆力和情绪。图片来源:Arata家族提供
她立刻注意到了不同之处:当她被要求列出杂货店农产品通道里的商品时，她能一口气说出水果和蔬菜。然后一名研究人员关掉了设备，她说不出任何名字。
“自从植入手术后，我没有收到任何超速罚单，”Arata说。“我不再绊倒了。我能记得我的银行账户里有多少钱。我不能阅读，但在植入手术后，我买了一本书，《小龙虾唱歌的地方》，我喜欢它，并记住了它。我没有那么急的脾气。”
脑损伤治疗的突破
对于Arata和其他四人来说，这个实验性的脑深部刺激装置在不同程度上恢复了他们多年前因脑损伤而丧失的认知能力。这项新技术是由斯坦福大学医学院的研究人员和其他机构的合作者共同开发的，是第一个显示出对中度到重度创伤性脑损伤的长期损害的希望。
临床试验的结果发表在12月4日的《自然医学》杂志上。
生活与创伤性脑损伤
超过500万美国人患有中度至重度创伤性脑损伤的后遗症——难以集中注意力、记忆和决策。虽然许多人恢复得足以独立生活，但他们的残疾使他们无法重返学校或工作岗位，也无法恢复社交生活。
“一般来说，对这些患者的治疗方法很少，”杰米·亨德森医学博士说，他是神经外科教授，也是这项研究的共同资深作者。
然而，这些病人从昏迷中苏醒并恢复了相当数量的认知功能，这一事实表明，支持注意力和唤醒的大脑系统——保持清醒、注意谈话和专注于任务的能力——相对保存了下来。
理解和瞄准大脑
这些系统将丘脑(大脑深处的中继站)与整个大脑皮层(大脑的外层，控制着高级认知功能)的各个点连接起来。
“在这些患者中，这些通路基本上完好无损，但一切都被下调了，”亨德森说，他是约翰和珍妮·布鲁姆-罗伯特和露丝·哈尔佩林教授。“就好像灯被调暗了，只是没有足够的电力把它们重新亮起来。”
杰米亨德森。资料来源:斯坦福医学院
特别是，丘脑中有一个叫做中央外侧核的区域，它是一个中枢，调节着意识的许多方面。
“中央外侧核被优化为广泛驱动事物，但它的脆弱性在于，如果你有多灶性损伤，它往往会受到更大的打击，因为打击几乎可以来自大脑的任何地方，”医学博士、威尔康奈尔医学院教授、该研究的共同资深作者尼古拉斯·希夫说。
研究人员希望，对中央外侧核及其连接进行精确的电刺激，可以重新激活这些通路，使灯光重新亮起来。
临床试验成功
在这项试验中，研究人员招募了五名参与者，他们在中度到重度创伤性脑损伤后存在持续两年以上的认知障碍。他们的年龄在22岁到60岁之间，受伤时间在3到18年前。
挑战在于将刺激装置放置在每个人都不同的正确区域。每个大脑一开始的形状都不一样，受伤导致了进一步的改变。
“这就是为什么我们开发了许多工具来更好地定义这个区域，”Henderson说。研究人员创建了每个大脑的虚拟模型，使他们能够精确定位会激活中央外侧核的刺激位置和水平。
在这些模型的指导下，亨德森通过手术将这些装置植入了五名参与者体内。
他说:“精确定位这个区域很重要。”“如果你偏离目标几毫米，你就在有效区域之外。”
一个Pio每种材料的时刻
经过两周优化刺激的滴定阶段后，参与者花了90天的时间，每天打开设备12小时。
他们的进步是通过一项标准的心理处理速度测试来衡量的，该测试被称为“划线测试”，包括在一堆字母和数字之间画线。
亨德森说:“这是一个非常敏感的测试，测试的正是我们正在研究的东西:集中注意力、集中精力和计划的能力，以及以一种对时间敏感的方式来做这些事情的能力。”
在90天的治疗期结束时，参与者的测试速度平均提高了32%，远远超过了研究人员设定的10%的目标。
亨德森说:“唯一令人惊讶的是，它的工作方式与我们预测的一样，这并不总是必然的。”
对参与者生活的影响
对于参与者和他们的家庭来说，改善在他们的日常生活中是显而易见的。他们恢复了一些看似不可能的活动——读书、看电视节目、玩电子游戏或完成家庭作业。他们感觉不那么疲劳，可以不午睡度过一天。
这种疗法非常有效，以至于研究人员很难完成他们研究的最后一部分。他们计划了一个盲法退出阶段，在这个阶段，随机选择一半的参与者关闭他们的设备。其中两名患者拒绝了，不愿冒这个险。在参与戒断阶段的三人中，有一人被随机安排关掉他们的设备。在没有刺激的三周后，参与者在造径测试中的表现慢了34%。
推进脑损伤治疗
这项临床试验首次针对中度至重度创伤性脑损伤患者的这一大脑区域，它为许多在康复过程中停滞不前的患者带来了希望。
“这是一个开创性的时刻，”希夫说。“我们现在的目标是尝试采取系统步骤，使其成为一种治疗方法。这是一个足够的信号，让我们尽一切努力。”
参考文献:《丘脑深部脑刺激治疗外伤性脑损伤:由Nicholas D. Schiff、Joseph T. Giacino、Christopher R. Butson、Eun Young Choi、Jonathan L. Baker、Kyle P. O'Sullivan、Andrew P. Janson、Michael Bergin、Helen M. Bronte-Stewart、Jason Chua、Laurel DeGeorge、Sureyya Dikmen、Adam Fogarty、Linda M. Gerber、Mark Krel、Jose Maldonado、Matthew Radovan、Sudhin a . Shah、Jason Su、Nancy Temkin、Thomas Tourdias、Jonathan D. Victor、Abigail Waters、Stephanie a . Kolakowsky-Hayner、Joseph J. Fins、Andre G. Machado、Brian K. Rutt和Jaimie M. Henderson, 2024年12月4日，自然医学。DOI: 10.1038 / s41591 - 023 - 02638 - 4
来自威尔康奈尔医学院、波士顿斯波尔丁康复医院、哈佛医学院、犹他大学、佛罗里达大学、范德比尔特大学、华盛顿大学、波尔多大学和克利夫兰诊所的研究人员也参与了这项研究。
这项研究得到了国家健康脑倡议研究所和威尔康奈尔医学院转化科学中心的资助。外科植入物由美敦力提供。
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