深度大脑模拟的新发现使其与疗法并驾齐驱

导读尽管深脑刺激(DBS)在治疗运动障碍(如帕金森氏病)方面具有显着的效用,但使研究人员感到困惑,但人们普遍缺乏对为什么它在某些频率下起作用

尽管深脑刺激(DBS)在治疗运动障碍(如帕金森氏病)方面具有显着的效用,但使研究人员感到困惑,但人们普遍缺乏对为什么它在某些频率下起作用而在其他频率下不起作用的认识。现在,休斯敦大学的一名生物医学工程师正在《自然通讯生物学》中提供证据,表明在较高频率(> 100Hz)下对大脑进行电刺激会产生共振波形,从而可以成功地重新校准功能异常的电路,从而引起运动症状。

“我们研究了接受DBS手术的帕金森氏病患者在治疗和非治疗频率下丘脑下核(STN)电刺激引起的局部场电势的调制。我们发现治疗性高频刺激(130-180 Hz)可以诱导高频振荡(〜300 Hz,HFO)与药理治疗相似。”生物医学工程副教授Nuri Ince报告。

在过去的几十年中,深部脑刺激(DBS)一直是帕金森氏病治疗中最重要的治疗进展,帕金森氏病是一种进行性神经系统疾病,影响着全球1000万人的运动。在DBS中,电极是通过外科手术植入到深部大脑中的,电脉冲以一定的速率传输,以控制震颤和与该疾病相关的其他致残运动征象。

到目前为止,寻找正确频率的过程非常耗时,有时需要花费数月的时间才能在很大程度上来回的过程中植入设备并测试其在患者体内的能力。Ince的方法可能会加快时间,使您几乎可以立即以正确的频率对设备进行编程。

“这是我们第一次刺激大脑,同时记录了脑波的响应,这在过去几年中一直是一个限制。当您用电脉冲刺激时,它们会产生大幅度的伪像,掩盖了神经反应。通过我们的信号处理方法,我们能够消除噪音并清除噪音。” Ince说。“如果知道为什么某些频率起作用,那么您可以根据受试者的具体情况调整刺激频率,使治疗更加个性化。”

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