脑机启侦|脑刺激如何缓解帕金森病的症状（05.28）

帕金森病患者会随着时间的推移逐渐丧失行动能力，最终无法行走。这些患者的希望寄托在深部脑刺激（也称为脑起搏器）上。在一项最新研究中，德国波鸿鲁尔大学和马尔堡菲利普斯大学的研究人员探究了刺激大脑特定区域是否以及如何能够对行走能力产生积极影响，并提高患者的生活质量。为此，研究人员使用了一种通过光激活和失活神经细胞的技术。他们的报告发表于2025年4月12日的《科学报告》杂志上。

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提高步行能力

RESEARCH INTRODUCTION

如果药物治疗无法缓解帕金森病晚期患者的活动受限，深部脑刺激是一种替代疗法。这种疗法将电脉冲发射器植入大脑内部，例如丘脑底核，该核的功能是基底神经节系统的一部分。

马尔堡菲利普大学的莉安娜·梅洛-托马斯博士领导的研究小组在之前的大鼠研究中证明，刺激下丘（主要用于处理听觉输入）可以克服活动受限。“有迹象表明，刺激大脑的这个区域可以激活中脑运动区（MLR），”梅洛-托马斯说道。

有趣的是，与基底神经节不同，下丘脑并不受帕金森病的影响。然而，梅洛-托马斯领导的研究小组发现，刺激下丘脑可以激活替代运动通路，从而改善患者的活动能力。本研究旨在进一步探究下丘脑对MLR的激活作用。“我们推测这会对步行能力产生积极的影响，”Melo-Thomas说道。

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光学影响神经细胞

RESEARCH METHOD

由Rainer Schwarting教授领导的马尔堡研究小组寻求波鸿鲁尔大学普通动物学和神经生物学系Wolfgang Kruse博士的支持。由Stefan Herlitze教授领导的波鸿团队在光遗传学方法的共同开发中发挥了重要作用。

在此过程中，研究人员确保转基因实验动物的神经细胞在大脑的特定区域产生一种感光蛋白。通过植入的微型光纤到达这些神经细胞的光，使研究人员能够特异性地激活或抑制它们。“因此，这种方法比电刺激更精确，因为电刺激总是会影响细胞周围的区域，”克鲁斯说。

这是首次通过对目标结构中神经元活动的电生理测量直接记录刺激效果。为此，研究人员采用了马尔堡大学最初开发的多电极系统。通过结合这些方法，研究人员能够直接了解刺激的效果。使用最多四个电极进行并行测量也非常高效，从而最大限度地减少了使用的动物数量。研究人员在清醒的动物身上监测了刺激可能引发的行为效应。

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新型疗法的基础

RESEARCH SIGNIFICANCE

下丘的光遗传学刺激主要触发了该区域神经元活动的预期增加。“在深层MLR区域进行的同时测量显示，大多数细胞的活动增加，尽管近四分之一的细胞因下丘的额外活动而受到抑制，”Kruse报告道。单个神经细胞的激活平均延迟4.7毫秒，表明下丘和MLR之间存在功能性突触连接。

研究受帕金森病影响的基底神经节以外的神经回路，是寻找缓解帕金森病所致运动功能障碍的新疗法的重要一步。本研究探讨了下丘与脑干回环 (MLR) 之间的联系，即为此类研究的典型案例。

Kruse 强调：“即使通往缓解帕金森病症状的新疗法的道路仍然漫长，但这样的基础研究至关重要。” 导致基底神经节深部脑刺激缓解症状的确切机制尚不完全清楚。进一步研究潜在的相互联系或许能提供新的见解，从而优化长期治疗。

新闻来源：Science Daily

论文参考：DOI: 10.1038/s41598-025-96995-4