一項針對癲癇患者的臨床試驗讓研究人員以前所未有的精確度量化了閃爍療法的效果。

佐治亞理工學(xué)院

5月9日消息

佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology，Georgia Tech）生物醫(yī)學(xué)工程師 Annabelle Singer 在過去的十年里一直在開發(fā)一種針對阿爾茨海默病的非侵入性療法，這種療法使用閃爍的燈光和有節(jié)奏的音調(diào)來調(diào)節(jié)腦電波�，F(xiàn)在，她發(fā)現(xiàn)這種被稱為“閃爍療法”的技術(shù)也可以幫助患有從癲癇到多發(fā)性硬化癥等一系列神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者。

Annabelle Singer 教授

此前，Singer 和她的合作者們已經(jīng)證明，通過護目鏡和耳機向患者傳遞的光線和聲音具有有益的效果。閃爍療法在動物研究和早期人類可行性試驗中取得了成功，這些試驗測試了其安全性、耐受性和患者的依從性。

現(xiàn)在，得益于一項針對癲癇患者的臨床試驗，研究人員以前所未有的精確度量化了閃爍療法的效果。他們還做出了一個意外但令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)：該治療減少了大腦中的發(fā)作間期癲癇樣放電（Interictal Epileptiform Discharges，IEDs）。研究結(jié)果于近日發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上。

研究于2024年4月11日發(fā)表在《Nature Communications》（最新影響因子：16.6）雜志上

這些大型、間歇性的電生理事件在癲癇患者的癲癇發(fā)作之間被觀察到。它們在腦電圖（EEG）讀數(shù)上呈現(xiàn)為尖銳的峰值。

“這些 IEDs 的有趣之處在于，它們不僅僅發(fā)生在癲癇中，” Singer 說，她是 Georgia Tech 和埃默里大學(xué)（Emory University）Wallace H. Coulter 生物醫(yī)學(xué)工程系的麥卡米什基金會（McCamish Foundation）早期職業(yè)教授，“它們也出現(xiàn)在自閉癥、多發(fā)性硬化癥、阿爾茨海默病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病中。” IEDs 會破壞正常的腦功能，導(dǎo)致記憶障礙。

我們頭腦中的節(jié)奏

大腦內(nèi)部是復(fù)雜的電活動交響樂：腦電波或振蕩，它們構(gòu)成了我們的記憶、思想和情感。Singer 想要調(diào)節(jié)這些振蕩以達到治療目的。

在特定的光和聲音頻率下，閃爍療法可以在小鼠中誘導(dǎo)伽馬振蕩。這有助于大腦召集小膠質(zhì)細胞，這些細胞負責(zé)清除 β-淀粉樣蛋白，而 β-淀粉樣蛋白被認為在阿爾茨海默的病病理學(xué)中起著核心作用。部分工作是在治療過程中記錄大腦內(nèi)發(fā)生的情況，以驗證其工作原理。

試驗中的患者在埃默里大學(xué)醫(yī)院接受癲癇監(jiān)測部門 Jon Willie 醫(yī)生的治療。（Willie 與 Singer 共同擔(dān)任該研究的通訊作者，現(xiàn)就職于圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院）

他們等待手術(shù)以移除大腦中癲癇發(fā)作的區(qū)域。在手術(shù)之前，他們必須接受顱內(nèi)癲癇發(fā)作監(jiān)測——將記錄電極放置在大腦中，以精確定位癲癇發(fā)作的起始區(qū)域，并確定應(yīng)移除的確切組織。然后，患者和他們的護理團隊等待癲癇發(fā)作。這可能需要幾天時間。

“在人類研究中，我們使用了如功能性 MRI 或頭皮腦電圖等無創(chuàng)方法，但它們在分辨率方面存在真正的缺點，” Singer 說，“與這些患者合作改變了游戲規(guī)則。他們是難治性癲癇患者，這意味著藥物對他們不起作用。”

聽覺和視覺閃爍在人類感覺區(qū)域誘發(fā)穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位

治療之路

Singer 的研究小組招募了 19 名患者。該研究的主要作者、Singer 實驗室的前博士生、現(xiàn)就讀于埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Lou Blanpain，帶著閃爍刺激和記錄設(shè)備從一名患者走到另一名患者。

“因為這些患者出于臨床原因已經(jīng)植入了記錄探針，所以我們能夠直接從大腦記錄數(shù)據(jù)，” Singer 說，“在閃爍治療期間，我們以前從未獲得過如此高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。”

正如研究人員所預(yù)期的那樣，閃爍療法調(diào)節(jié)了對刺激反應(yīng)強烈的視覺和聽覺腦區(qū)。但它也深入到了內(nèi)側(cè)顳葉和前額葉皮層，這兩個腦區(qū)對記憶至關(guān)重要。在整個大腦中，在 Singer 之前尚未完全探索的區(qū)域，她發(fā)現(xiàn) IEDs 正在減少。

“這對于閃爍療法是否對阿爾茨海默病患者具有治療意義具有重要影響，但一般來說，如果我們想針對主要感覺區(qū)域之外的其他區(qū)域，這也具有重要意義，”她說。

“所有這些都指向了閃爍療法在許多不同情境下的潛在用途。未來，我們肯定會研究其他疾病和其他潛在影響。”

創(chuàng)立于1885年的佐治亞理工學(xué)院

參考文獻

Source：Georgia Institute of Technology

Flicker stimulation shines in clinical trial for epilepsy

Reference：

Blanpain, L.T., Cole, E.R., Chen, E. et al. Multisensory flicker modulates widespread brain networks and reduces interictal epileptiform discharges. Nat Commun 15, 3156 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47263-y

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       原文標題 : 閃光刺激治療癲癇的臨床試驗