大脑如何忘记呼吸？

研究人员已经确定了大脑杏仁核与癫痫发作后呼吸衰竭之间的联系，为癫痫患者死亡的重要原因SUDEP提供了见解。

　　

杏仁核的癫痫活动可能有助于解释癫痫患者的突然意外死亡。

由美国国立卫生研究院(NIH)支持的一个研究小组已经确定了大脑的一个部分，该部分可能与严重癫痫患者发作后的呼吸衰竭有关，这些癫痫患者无法通过药物控制。这种情况被称为癫痫猝死(SUDEP)，是这一患者群体死亡的主要原因。爱荷华大学爱荷华市分校的研究人员发表在《JCI Insight》杂志上的新发现，可能在理解猝死症方面发挥关键作用，其原因尚未得到很好的解释。

癫痫发作后呼吸中断

人们普遍认为，大多数SUDEP病例是由于癫痫发作结束后发生的呼吸丧失，即所谓的后发呼吸暂停。研究发现，经历后呼吸暂停的人会失去一种“空气饥饿”感——呼吸的原始冲动——或警报，这表明当呼吸暂停发生时，大脑可能无法检测到血液中二氧化碳水平的上升并做出反应。

研究人员在杏仁核中发现了一个对癫痫发作后呼吸丧失至关重要的部位。紫色和蓝色区域代表了与持续性呼吸暂停相关的区域的概率图，这是基于20名不受控制的癫痫患者的数据。来源:爱荷华大学德鲁希实验室

研究设计与发现

为了检验这一点，研究人员招募了12名成人和8名癫痫患者，这些患者无法用药物控制，他们正在接受颅内脑电图(iEEG)检查，试图控制癫痫发作。脑电图包括在颅骨内放置电极来记录大脑的电活动，并定位癫痫发作的开始位置。研究小组利用直接电刺激，在医疗监督下诱发参与者的癫痫发作，以检查前脑对呼吸和呼吸暂停的控制。他们发现，源于杏仁核的癫痫发作会导致后性呼吸暂停，杏仁核是大脑中主要负责处理情绪和恐惧的区域，他们还确定了杏仁核亚区与长时间呼吸丧失有关。20名参与者中只有5人出现了后发性呼吸暂停，这表明一些癫痫发作不受控制的人可能更容易出现这种情况。

神经连接和进一步的见解

随后，科学家们采用了一种结合电刺激和功能性核磁共振成像的技术，以确定杏仁核部位和脑干区域之间的新联系，脑干区域对感知血液中二氧化碳水平的变化和控制呼吸至关重要。综上所述，这些发现表明，杏仁核的一个亚区域的癫痫发作活动可以在癫痫发作后很长一段时间内抑制呼吸和空气饥饿。这可能是通过与脑干和其他大脑部位的连接来控制的，这些部位参与感知来自身体的信号。需要进一步的研究来证实杏仁核在呼吸抑制中的作用及其在SUDEP中的作用。

这些发现进一步加深了对猝死症的了解，可能有助于发现预防性治疗方法，并确定那些风险最大的患者。该研究部分由美国国立卫生研究院下属的国家神经疾病和中风研究所(NINDS)资助。

参考:“Failure to breathe persists without air hunger or alarm following amygdala seizures” by Gail I.S. Harmata, Ariane E. Rhone, Christopher K. Kovach, Sukhbinder Kumar, Md Rakibul Mowla, Rup K. Sainju, Yasunori Nagahama, Hiroyuki Oya, Brian K. Gehlbach, Michael A. Ciliberto, Rashmi N. Mueller, Hiroto Kawasaki, Kyle T.S. Pattinson, Kristina Simonyan, Paul W. Davenport, Matthew A. Howard III, Mitchell Steinschneider, Aubrey C. Chan, George B. Richerson, John A. Wemmie and Brian J. Dlouhy, 3 October 2023, JCI Insight.