电脑脑植入技术创新：突破性疗法让创伤性脑损伤患者找回失去的认知功能

对于患有创伤性脑损伤的人来说，认知功能，如记忆、注意力和情绪调节，可能变得异常困难。但纽约市威尔康奈尔医学院的神经学家尼古拉斯·希夫指出，“对于这种问题，目前还没有疗法，尽管它是如此普遍”。

现在，在一项对遭受中度至重度脑损伤的个体进行的小规模研究中，希夫及其同事于12月4日在《自然医学》杂志上报告说，通过在丘脑（一种通过感官输入信息的早期站点）内外科植入电极后，五名患者在注意力和信息处理测试中表现更好。研究参与者及其家人在深脑刺激后还报告了症状和日常生活的改善。

研究结果表明，直接刺激丘脑可能用于治疗创伤性脑损伤引起的认知障碍。仅在美国，就有超过500万人因中度至重度创伤性脑损伤的影响而生活，这种情况通常由摔倒和车祸等常见事件引起。

在深脑刺激中，电极被植入大脑，由心脏起搏器供电，用于电刺激特定的大脑区域。这项技术长期以来一直成功用于治疗其他疾病，例如减轻帕金森病引起的震颤或癫痫引起的抽搐。最近，科学家们正在研究其治疗强迫症、进食障碍和深度抑郁的能力。

为了确定相同的方法是否能够恢复创伤性脑损伤患者的认知功能，希夫及其同事招募了六名患者接受手术并植入电子设备。患者受伤的时间范围从三年到18年不等。

研究人员决定瞄准丘脑的中央外侧核，这是一个负责向大脑前额叶和额叶传递信息的脑区。希夫表示，在严重的脑损伤后，“你面临的情况是很多细胞已经断开连接，[而且]很多细胞已经死亡”。他表示，电刺激丘脑的中继中心可能会恢复那些失去的连接。

在确定每个人的大脑目标区域并植入电极后，研究人员为每位患者的设备编程，使其在两周内进行12小时的开关循环，并为每位患者进行了优化。一名患者出现了头皮感染，并将设备拆除。剩下的五名接受了测试。

患者每人得到一张纸上面有25个圆圈，每个圆圈内包含一个从1到13的数字或一个从A到L的字母。这项名为“路径制图测试”的任务是在数字和字母之间交替绘制一条连接点的线：1-A-2-B-3-C等等。

接受至少三个月刺激后，患者平均减少了连接圆圈所需时间的约三分之一。例如，一名患者在接受治疗前完成测试大约需要171秒，但通过电刺激后仅需约89秒。尽管研究人员怀疑会看到改善，但希夫表示：“我们整个小组对效果大小感到非常满意和惊讶”。

在10月18日发表在《剑桥医疗伦理学季刊》上的另一篇论文中，研究人员描述了参与者及其家人对治疗的看法。患者更能够完成日常生活中由于受伤而变得困难或不可能的事情，比如阅读、玩视频游戏和看电视。一名患者表示，治疗使他“更像是事故发生之前的我。”另一位患者的母亲告诉研究人员：“我重新得到了我的女儿，这真是个奇迹。”

加利福尼亚大学旧金山分校的神经学家兼伦理学家温斯顿·奇昂表示，这样的工作可以帮助患者，同时也涉及到“关于人类大脑功能基础科学的非常基本的问题”。他表示，对于治疗来说，已经了解了潜在风险足够合理，但大脑仍有许多未知。

由于深脑刺激现在已被证明对治疗创伤性脑损伤是安全且初步有效的，希夫计划进行另一项试验，涉及更多的患者和更长的持续时间。“将会有五到十倍的患者，”他说，以收集更多信息进行更大规模的第三次试验，“试图将其转化为治疗方法”。