绘制大脑回路揭示了大脑疾病的潜在治疗目标 – 物理世界

绘制大脑回路揭示了大脑疾病的潜在治疗目标 – 物理世界

时间戳记：15年2024月6日上午00:XNUMX

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-caption="针对特定疾病的流程 深部脑刺激揭示了与帕金森病（绿色）、肌张力障碍（黄色）、抽动秽语综合征（蓝色）和强迫症（红色）症状改善相关的纤维束。 （由芭芭拉·霍伦德提供）”>
与症状改善相关的脑部疾病特异性流程
针对特定疾病的流程 深部脑刺激揭示了与帕金森病（绿色）、肌张力障碍（黄色）、抽动秽语综合征（蓝色）和强迫症（红色）症状改善相关的纤维束。 （由芭芭拉·霍伦德提供）

大脑的额叶回路在控制运动、认知和行为功能方面发挥着至关重要的作用。连接前脑额叶皮层与位于更深处的基底神经节的额叶皮层下回路的破坏可能导致一系列神经系统疾病。然而，尚不清楚哪些连接与哪些功能障碍相关。为了阐明这个问题并帮助确定潜在的治疗目标，一个国际研究小组使用深部脑刺激（DBS）来绘制与四种不同脑部疾病相关的回路。

DBS 是一种侵入性疗法，通过手术植入电极通过对目标区域进行电刺激来调节大脑网络。其中一个目标——丘脑底核——特别令人感兴趣，因为它接收从整个额叶皮层到基底神经节的输入。事实上，电刺激丘脑底核已被证明可以减轻多种脑部疾病的症状。

研究团队——领导者 安德烈亚斯·霍恩（Andreas Horn） 来自 脑回路治疗中心 在哈佛医学院和 Charité - UniversitätsmedizinBerlin和来自 Charité 的 Ningfei Li – 研究了总共 534 个 DBS 电极植入治疗四种脑部疾病：帕金森病 (PD)、肌张力障碍、强迫症 (OCD) 和抽动秽语综合征 (TS)。

第一作者 芭芭拉·霍伦德 和同事首先检查了 197 名患者的数据，这些患者在丘脑底核双侧植入 DBS 电极来治疗这些疾病，其中 70 名患有肌张力障碍，94 名患有 PD，19 名患有强迫症，14 名患有 TS。

对于每种疾病，他们绘制了整个队列中丘脑底水平的刺激效果图，以确定与最有益刺激相关的部位。对于四种疾病，这些 DBS“最佳点”在丘脑底核上的位置不同。

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="绘制大脑回路 纤维束与强迫症 DBS 后症状改善相关。沿着管道示出了为治疗单个患者的这种疾病而植入的一组示例性双侧电极。 （由 Barbara Hollunder 提供）” title=”单击以在弹出窗口中打开图像” href=”https://physicalsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>绘制大脑回路揭示了大脑疾病的潜在治疗目标——物理世界柏拉图区块链数据智能。垂直搜索。人工智能。
绘制大脑回路 纤维束与强迫症 DBS 后症状改善相关。沿着管道显示了一组植入用于对单个患者进行治疗的双侧电极。 （由芭芭拉·霍伦德提供）

接下来，研究人员将刺激效果映射到额皮质下回路，使他们能够识别每种疾病中哪些大脑回路出现功能障碍（并且可以作为治疗的目标）。从刺激中获益最多的回路（称为“甜蜜流线”）包括肌张力障碍的感觉运动皮层、TS 的初级运动皮层、PD 的辅助运动区以及 OCD 的腹内侧前额叶和前扣带皮层的投射。

霍恩在一份新闻声明中说：“我们能够利用大脑刺激来精确识别和定位回路，从而对四种不同的疾病进行最佳治疗。” “简单来说，当大脑回路出现功能障碍时，它们可能会阻碍该回路通常执行的特定大脑功能。应用 DBS 可能会释放刹车并可能部分恢复功能。”

临床潜力

这些针对特定疾病的简化模型具有指导未来临床治疗的潜力。为了证实这种能力，研究人员使用独立数据进行了进一步的实验。他们在另外两个回顾性组（分别由 32 名患者和 35 名患者组成）​​中验证了 PD 和 OCD 简化模型（根据患者可用性而选择）。

在这些额外的患者中，研究人员利用刺激量和各自的流线模型之间的重叠水平来估计临床结果。对于这两种疾病，他们观察到估计值和症状改善之间有很好的匹配。

研究人员还利用已确定的回路进行了三项前瞻性实验，以提高治疗效果。对于两名患者，他们重新编程了 DBS 植入物，以最大限度地提高刺激量与各自流线模型的重叠。第一位患者是一名患有 PD 的 67 岁男性，在接受 DBS 常规临床治疗后，症状减轻了 60%。基于流线引导参数的优化刺激进一步改善了治疗效果，症状减少了 71%。

在第二个案例中，一名患有严重难治性强迫症的 21 岁女性，在基于简化的 DBS 重新编程一个月后，她的整体强迫症状减少了 37%，而在临床刺激下症状减少了 17%参数。

最后，研究小组植入了一对丘脑底电极来治疗一名 32 岁男性，该男性从 18 岁起就患有难治性强迫症。手术后 77 周，根据流线模型通知 DBS，他报告了 XNUMX整体强迫症症状减少 %，开启 DBS 一天内即可看到改善。

研究人员表示，他们对 OCD 和 PD 简化目标的成功验证可能为前瞻性验证研究背景下的临床应用提供初步证据。他们指出，如果得到进一步证实，所识别的电路可能代表治疗靶点，也可用于神经外科的立体定向靶向和潜在的非侵入性经颅磁刺激。

李告诉 物理世界 未来，研究人员“计划完善模型，更多地关注细粒度功能失调的大脑回路，并通过前瞻性临床试验验证我们的发现”。

研究人员描述了他们的发现 “自然神经科学”.

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