综述:深部脑刺激电极引导神经反馈在神经和精神疾病症状缓解中的机遇与挑战

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 5.2

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  这篇综述深入探讨了深部脑刺激(DBS)电极引导神经反馈技术在帕金森病(PD)等神经精神疾病中的创新应用。通过整合DBS的精准靶向性与神经反馈的自我调节机制,该技术为病理振荡(如β波段活动)的实时调控提供了新思路,有望成为药物和传统DBS治疗的补充方案。研究证实PD患者能快速学会通过视觉反馈调控丘脑底核(STN)β功率(降幅达31%),部分试验显示运动功能改善。技术挑战包括设备优化、长期疗效验证及多病种扩展(如癫痫、疼痛)。

  

引言

神经和精神疾病是全球致残主因之一,传统药物治疗常受限于时空精度不足。随着对脑环路功能障碍理解的深入,直接干预环路的神经调控技术如深部脑刺激(DBS)和神经反馈崭露头角。DBS通过植入电极靶向调控特定脑区,而神经反馈则让患者通过实时脑活动反馈学习自我调节。近年,兼具刺激和信号采集功能的DBS设备为探索深部脑区神经反馈提供了独特窗口。

帕金森病中的DBS电极引导神经反馈

帕金森病(PD)作为DBS的主要适应症,成为该技术的先行试验场。PD患者基底节区多巴胺能神经元退化导致β波段振荡(13-30 Hz)异常增强,与运动迟缓等症状密切相关。研究表明,左旋多巴和DBS均可抑制STN区β活动,而患者通过DBS电极实时获取β功率视觉反馈后,能在单次训练中实现15-31%的β功率下降。

值得注意的是,β下调训练后患者旋前-旋后运动频率提升9%,但部分患者出现震颤加重,提示θ-β跨频耦合的复杂影响。相较于传统DBS的持续电刺激,神经反馈通过内源性调控可能产生更生理性的网络重塑,尤其对轴向症状等DBS难治性表现或有独特价值。

技术挑战与跨疾病应用

当前限制包括:

  1. 设备需优化采样率(现250 Hz)和反馈界面;
  2. 长期训练效果及神经可塑性证据不足;
  3. 需遵循CRED-nf标准开展多中心注册研究。

在疼痛领域,前扣带回等脑区的θ/γ振荡可作为生物标志物;癫痫中丘脑前核(ANT)θ活动与发作相关。这些发现为DBS神经反馈的跨疾病推广奠定基础,但需先解决植入手术风险-获益比的个体化评估。

未来展望

闭环DBS系统与神经反馈的联用可能减少刺激剂量。如图1所示,智能手表或AR眼镜的移动端反馈将提升患者依从性。尽管目前证据集中在PD,该技术对精神疾病(如强迫症)和卒中康复的探索已提上日程,其终极目标是让患者从被动治疗接受者转变为主动的环路调控参与者。

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