Nature子刊：可缓解疼痛的脑植入物

　　

一项新的研究发现，一种计算机化的大脑植入物有效地缓解啮齿动物的短期和慢性疼痛。

这项实验由纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员进行，研究人员为大脑植入物的发展提供了一份“蓝图”，用于治疗疼痛综合症和其他脑部疾病，如焦虑、抑郁和恐慌症发作。

这项研究发表在6月21日的《自然生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)杂志上，研究显示，与关闭设备时相比，植入设备的小鼠在突然疼痛时缩回爪子的速度要慢40%。

根据该研究的作者，这表明该设备减轻了啮齿类动物所经历的疼痛强度。此外，处于突然或持续疼痛中的动物在电脑控制的设备打开的房间里的时间比没有打开的房间里多三分之二。

研究人员表示，这是首次使用计算机化的大脑植入物来实时检测并缓解突发疼痛。该研究的作者说，这也是首款针对慢性疼痛的设备，慢性疼痛通常没有已知的触发因素。

“我们的研究结果表明,这对疼痛治疗移植提供了一个有效的策略,甚至在这种情况下,症状通常很难确定或管理,“高级研究作者Jing Wang说。

据估计，美国四分之一的成年人会受到慢性疼痛的影响，但迄今为止，安全可靠的治疗方法被证明是难以捉摸的，Wang说，他也是纽约大学朗格尼临床和转化研究副主席。特别是对于不断复发的疼痛，目前的治疗方法，如阿片类药物，往往会随着时间的推移而变得不那么有效，因为人们对治疗变得不敏感。此外，像阿片类药物这样的药物会激活大脑的奖励中心，产生可能导致上瘾的愉悦感。

Wang说，以前研究用于预防癫痫发作和控制假体装置的计算机化大脑植入物，可能会避免这些问题。这种技术被称为闭环脑机接口，它可以检测大脑前扣带皮层的活动，这是大脑处理疼痛的关键区域。与该装置相连的电脑会自动识别与疼痛密切相关的大脑电模式。当检测到疼痛的迹象时，电脑就会对大脑的另一个区域——前额皮质——进行治疗性刺激，以缓解疼痛。

由于该装置只在疼痛时才被激活，Wang说，它减少了过度使用的风险和任何潜在的耐受性发展。此外，由于植入物不像阿片类药物那样提供止痛以外的奖励，成瘾的风险被降到了最低。

作为研究的一部分，研究人员在几十只小鼠的大脑中安装了微型电极，然后将它们暴露在仔细测量的疼痛中。研究人员密切监视这些动物离开疼痛源的速度。这使得研究人员可以追踪到该设备准确识别前扣带皮层中以疼痛为基础的大脑活动的频率，以及它如何有效地减轻由此产生的感觉。

根据研究作者的说法，植入物在80%的情况下可以准确地检测到疼痛。

“我们的研究结果表明，这种设备可以帮助研究人员更好地理解疼痛是如何在大脑中工作的，”纽约大学朗格尼分校麻醉、围手术期护理和疼痛学系的博士、首席研究员Qiaosheng Zhang博士说。“此外，它可能让我们找到其他神经精神疾病的非药物疗法，如焦虑、抑郁和创伤后压力。”

Zhang博士补充说，植入物的疼痛探测特性可以通过在大脑前扣带皮层以外的其他区域安装电极来改善。然而，他警告说，这项技术还不适合用于人类，但他说，正在计划研究有可能适合人类使用的侵入性较低的形式。

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原文检索：A prototype closed-loop brain–machine interface for the study and treatment of pain