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标题: 迷走神经刺激增强大脑可塑性 [打印本页]

作者: 大江 时间: 2018-5-17 08:21
标题: 迷走神经刺激增强大脑可塑性
新的治疗方式可能有助于恢复中风患者的功能。

根据德克萨斯大学达拉斯分校的开创性研究，迷走神经刺激（VNS）可增强靶向性神经可塑性，帮助大脑在中风后建立更强大的神经联系。研究人员使用动物模型首次证明，将VNS与物理治疗任务配对可以加速运动技能的恢复。

研究人员发表了他们的发现，“迷走神经刺激增强了稳定的可塑性和脑卒中恢复的普遍性”，刊登在Stroke杂志上。同样治疗方法的人类临床试验“VNS在脑卒中康复期间的关键研究”（VNS-REHAB）“目前正在美国和英国的18个研究点进行。该研究的目标是评估成对迷走神经刺激在帮助中风患者更快恢复运动技能方面的功效。

什么是迷走神经刺激？

迷走神经刺激通过小的手术植入设备递送，该设备使用不同强度和脉冲宽度的电脉冲来激活迷走神经。使用VNS对迷走神经进行电刺激是FDA批准的耐药性癫痫和难治性抑郁症的治疗方法。最近的一项概念验证人类研究还发现，VNS是治疗类风湿性关节炎等炎症性关节疾病的可行方法。

中风后血流的突然丧失导致任何中风影响的大脑区域的神经元死亡，从而切断与其他神经细胞的连接。中风后手臂或腿部运动技能的丧失是由肢体中的神经细胞与大脑相应的运动区域之间的连接性丧失引起的。

UT达拉斯的研究人员利用动物模型发现，短暂的VNS阵发通过在脑中风后在大脑中建立更强的细胞连接来加强通信途径。事实上，他们的研究结果表明，将VNS与有针对性的运动治疗联合使用可显着提高中风后康复训练的益处。而且，在动物研究中，这些改善持续了数月后VNS靶向治疗的完成。

正如Eric C. Meyers所领导的这项研究的作者（链接是外部的）所解释的那样：“这项研究提供了第一个证据，表明VNS与中风后康复训练配对（1）使涉及前肢的复杂任务的长期恢复翻番（2）在与VNS不配对的简单运动任务上使恢复增加一倍，以及（3）增强运动网络中的结构可塑性。“

迈克尔基尔加德，德克萨斯州生物医学设备中心的副主任和UT达拉斯行为与脑科学学院神经科学教授是该研究的高级合着者。 Kilgard是UTD皮层可塑性实验室的主要研究员。他的团队还包括Seth Hays，他是UT达拉斯行为与脑科学学院的博士后研究员，专门从事针对性可塑性治疗以缓解运动功能障碍。

“我们的实验旨在提出这个新问题：中风后，你是否必须恢复每一个动作？” 基尔加德在一份声明中表示。 “如果VNS可以帮助你，它是否仅仅帮助你与刺激配对的确切运动或功能？我们发现它还可以改善类似的运动技能，并且这些结果在完成VNS配对疗法后持续数月“。

达拉斯犹他州的研究人员对他们关于靶向迷走神经刺激的最新研究是制定人类卒中后治疗期间VNS标准化使用指南的关键步骤表示乐观。 “我们一直假设VNS正在大脑中建立新的联系，但没有人确切知道，”Hays在一份声明中说。 “这是我们首次推动脑损伤后动物脑部变化的证据，这是了解该疗法如何发挥作用的一大进展 - 我们预测这一重组将成为VNS益处的基础。”

另一项来自UT Dallas的最新研究发现，中等强度的迷走神经刺激比低强度或高强度刺激更有效地优化了VNS的神经可塑性增强和记忆增强作用。值得注意的是，研究人员指出，最佳的脉冲宽度和电流强度标记为“倒U型”，其中过多或过少的VNS不如“中等强度的金发姑娘”甜蜜点的效果恰到好处。这些2017年的发现发表在“脑刺激”杂志上。

配对的迷走神经刺激为中风康复提供了新的希望

2017年，迷走神经刺激设备的制造商针对脑血管中风后的患者推出了VNS康复治疗的随机双盲临床试验。这项目前正在进行的研究将包括美国和英国18个临床地点的120位受试者。预计该临床试验的初步研究结束日期为2019年6月30日。

俄亥俄州立大学是参与配对VNS临床试验的机构之一。 OSU的Wexner医疗中心的Marcie Bockbrader是他们的试验主要研究者。

博克布莱德在最近的新闻稿中说：“这种神经刺激就像打开开关，使患者的大脑更容易接受治疗。我们的目标是看看我们是否能够改善那些身体上植入了大脑起搏器的人的运动恢复。我们的想法是将这种脑部起搏与正常康复结合起来，看看在中风后经历过所有其他常规治疗的患者是否会变得更好。“

对于该临床试验，每位研究参与者每周接受三次一小时的强化理疗，总共六周。目标是改善任务特定的电机臂功能。参与该临床试验的一半的患者通过手术植入了迷走神经刺激装置; 另一半将作为对照组。

在每次康复治疗期间，无论患者何时正确执行特定的运动技能，治疗师都会按下一个按钮来触发迷走神经刺激的最佳脉冲宽度和当前强度。假设是，如果精确和准确的动作在试错学习过程中被VNS短暂爆发增强，这些动作就会更快地“硬连线”到大脑中。

“我们正试图查看这种神经刺激器是否可以用来促进有效的治疗，创造出一种”超级充电疗法“，我们要确定患者是否可以通过使用这种刺激更快恢复，”Bockbrader总结道。

参考：

Eric C. Meyers, Bleyda R. Solorzano, Justin James, Patrick D. Ganzer, Elaine S. Lai, Robert L. Rennaker, Michael P. Kilgard, Seth A. Hays. “Vagus Nerve Stimulation Enhances Stable Plasticity and Generalization of Stroke Recovery.” Stroke (First published online: January 25, 2018) DOI: 10.1161/STROKEAHA.117.019202 (link is external)

Kristofer W. Loerwald, Michael S. Borland, Robert L. Rennaker II, Seth A. Hays, Michael P. Kilgard. "The Interaction of Pulse Width and Current Intensity on the Extent of Cortical Plasticity Evoked by Vagus Nerve Stimulation." Brain Stimulation (First published online: November 15, 2017) DOI: 10.1016/j.brs.2017.11.007

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