深部脑刺激的逆向激活效应及其研究进展

伊国胜 焦立峰 王 江 魏熙乐

(天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072)

引言

深部脑刺激(deep brain stimulation，DBS)是一种可逆和可控的有创式神经电刺激疗法。DBS系统通常由电极、延伸导线和神经刺激器组成，这三个部件均需要通过手术植入到患者体内。电极通常被植入到丘脑或基底核内的特定核团，它通过延伸导线与植入在皮肤下面的神经刺激器连接。神经刺激器是一种脉冲发生器，所产生的电脉冲信号可以沿着延伸导线和电极被传送至脑内，进而电刺激目标核团。DBS已成为治疗帕金森、特发性震颤和肌张力障碍等运动障碍疾病的一种有效手段[1-3]。特别是在手术和药物都失败的情况下，DBS提供了一种可供选择的有效治疗方案。相关研究显示，除了运动障碍性疾病，DBS对其他神经精神疾病也具有抑制和改善作用，比如阿尔兹海默症[4]、难治性抑郁症[5]、耐药性癫痫[6]、难治性强迫症[7]、最小意识状态[8]等。与手术和药物疗法相比，DBS具有诸多优势，包括对脑组织造成的损伤具有可逆性、刺激参数和模式灵活可调、刺激装置可随时移出人体以及能够更加安全有效地改善震颤症状等[1]。此外，作为一种神经调制技术，DBS还是目前探索神经回路生理、结构与功能关系的一个常用工具[1-2]。虽然DBS的安全性和有效性已经得到了充分验证，但是它对神经系统的精确作用机制尚不完全清楚。这一方面限制了DBS的进一步研发、优化及应用，也可能导致刺激资源的浪费以及电池的频繁更换，甚至会产生一些不合理的推论。……