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无创神经调控技术辅助阿尔茨海默病治疗

2024-01-05 阅读量:36224

痴呆是一种高发疾病,其核心特征是获得性认知功能受损。轻度认知障碍(aMCI)则是阿尔茨海默病(AD)的早期症状。近年来,大规模的AD药物临床试验屡次以失败告终,使得非药物治疗备受关注。在这个背景下,无创神经调控技术崭露头角,包括了重复经颅磁刺激(rTMS)和经颅直流电刺激(tDCS)等。

目前,rTMS和tDCS已在改善AD认知功能方面取得一些积极进展,这两种技术具备高度安全性和精准的靶向性,因此被认为是治疗AD的新方向。然而,对于rTMS和tDCS的相关研究,目前还缺乏系统性的总结和评价。小编今天想与大家分享的是无创神经调控技术在辅助阿尔茨海默病治疗方面的应用,一同来看一下吧~

痴呆是一种综合性临床综合征,其主要特征是获得性认知功能损害,导致患者在生活、学习、工作和社会交往方面能力显著减退。其中,阿尔茨海默病(AD)是最常见的痴呆类型。AD是一种神经退行性疾病,具有隐匿起病、逐渐发展、最终导致残疾甚至死亡的特点。其主要表现为记忆等认知功能受损和生活能力下降,而其典型的病理特征包括β淀粉样蛋白的沉积(老年斑)以及Tau蛋白的过度磷酸化(神经原纤维缠结)。全球大约有5千万人受到AD的影响,据预测,到2050年,AD的患病人数将达到1.5亿。

目前,针对阿尔茨海默病(AD),非药物治疗备受关注,其中包括社会心理治疗、认知干预、运动疗法、物理疗法等多种疗法,已被证实可促进AD康复。在物理疗法领域,无创神经调控技术被认为是治疗AD的新领域。世界神经调控学会将神经调控定义为通过侵入性或非侵入性技术,利用物理性或化学性手段改变神经系统信号传递,从而调节神经元及神经网络活动,引起特定脑功能改变的生物医学工程技术。

有创调控技术主要采用深部脑刺激,尽管目前的证据表明其在改善AD症状方面具有潜力,但手术风险较高且疗效尚不确定。相对而言,无创神经调控技术是一类非侵入性脑刺激技术,包括重复经颅磁刺激(rTMS)、经颅直流电刺激(tDCS)、经颅交流电刺激(tACS)以及耳迷走神经刺激(taVNS)等。这些技术具有高安全性、低费用等优势,因此在治疗AD方面具有广泛的应用前景。目前,AD治疗的研究主要集中在rTMS和tDCS两种技术上,这两者在改善认知功能方面已经取得了一定的进展,并显示出一定的临床参考价值。然而,对于这些技术的相关研究仍然缺乏系统性的总结和评价。

rTMS

rTMS是目前被广泛采用的一种无创神经调控治疗技术。截至2019年10月,国家卫生健康委员会颁布的“国家精神医学中心设置标准”和“国家精神区域医疗中心设置标准”均明确将rTMS列入了关键技术清单。这显示了rTMS在神经调控治疗中的重要地位和被认可的广泛应用。

TMS主要利用电磁感应原理,在线圈内通过脉冲电流产生磁场,该磁场穿透头皮和颅骨,作用于大脑皮层,导致局部微弱电流的生成。这个微弱电流的产生改变了皮层的电活动以及神经细胞的兴奋性,从而发挥治疗作用。rTMS引起的电流变化有助于触发受刺激区的神经元发生去极化,产生动作电位,影响刺激区及相关脑区的功能。通过诱导神经可塑性的变化,rTMS对神经活动产生相对持久的影响。

表1.AD和aMCIrTMS治疗方案

tDCS

tDCS通过两种表面电极(阳极和阴极)传递持续低强度直流电(1~2mA)至大脑,以调控皮层神经元的活动。该技术通过改变膜电位的极性,引起静息膜电位的超极化或去极化,从而调整皮层的兴奋性。阳极刺激能够增加皮层的兴奋性,而阴极刺激则降低皮层的兴奋性,而刺激结束后,皮质的兴奋性变化可持续1到数小时。此外,tDCS还通过调节突触微环境来影响皮层的可塑性。调整膜极化水平是tDCS对皮层兴奋性进行调节的关键,而刺激后的效应主要基于皮层内突触的活动。

tDCS电流的密度和空间分布对治疗效果有重要影响。传统的2通道tDCS采用一个刺激电极和一个参考电极,电流在二者之间形成回路,峰值出现在二者之间。然而,这种方式存在电流传递的不精确性,且刺激电极长度较长(通常为4~7cm),限制了刺激的准确性。相比之下,高精度tDCS(HD-tDCS)采用多个电极,包括一个中心电极和多个辅助电极,将辅助电极放置在中心电极周围,形成局部回路,使电流局限于中心电极,从而提高刺激的精确性和深度,更有助于改善治疗效果。

表2.AD和aMCI患者tDCS治疗方案

rTMS和tDCS在阿尔茨海默病治疗中仍有广泛的改进空间。通过依据个体脑功能分析来确定刺激靶点,有望实现更为准确的刺激,从而进一步提升治疗效果。鉴于阿尔茨海默病与多个脑网络和脑区的异常有关,采用基于脑影像学研究结果的多靶点刺激可能会增加治疗的效率和疗效。

将rTMS和tDCS进行联合或与其他非调控治疗方法结合,可能会产生协同效应,从而增强治疗效果。采用闭环实时刺激的方法,根据患者神经信号实时变化来自适应调整刺激参数,有望使治疗参数设置更为合理。

未来技术的研发可能会带来新的治疗应用,例如无创刺激皮层下深部结构的时间干扰电刺激(TEIS)。TEIS利用两组不同频率的高频电流输入脑内,在交叉部位形成低频调制干扰场,从而影响深部脑区。虽然这项技术目前仍处于研究阶段,但其在阿尔茨海默病治疗中的应用还需进一步验证。

在未来的研究中,加强对无创神经调控技术的系统性总结和评价,深入了解其治疗机制,并不断优化和创新治疗方案,有望为阿尔茨海默病的非药物治疗提供更多的选择和希望,具体情况还需要根据当地医院的诊疗情况而定。

参考文献

无创神经调控技术辅助阿尔茨海默病治疗的中国专家共识.中国神经免疫学和神经病学杂志.2023.11.

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