低频脑刺激改善了帕金森病的认知

一项多学科神经科学研究使用罕见的术中脑记录表明，低频脑深部刺激可能能够改善帕金森病患者的认知功能。该研究结果于11月28日在线发表在该杂志上脑这也暗示了脑刺激疗法在治疗其他认知疾病方面的更广泛潜力。

这项由爱荷华大学爱荷华神经科学研究所的神经学家和神经外科医生所做的新工作提供了第一个直接证据，证明人类大脑的思维区域(大脑的思维区)与大脑的思维区(大脑的思维区)之间存在联系正面皮质)和更深层的结构称为丘脑底核(STN)，它参与控制运动。研究还表明，低频STN刺激可以改善PD患者在一项简单认知任务上的表现，而这项任务通常是由PD中断的。

Nandakumar Narayanan，医学博士，UI Carver医学院的UI神经学助理教授和资深研究作者说:“在人类大脑中识别一个新的连接并不常见。”“这种从前额皮质到STN的超直接通路的存在已经被讨论了大约十年，但这是我们第一次在实验中证明它存在并在人类中发挥作用。

“如果我们刺激STN，我们也能够表明，我们改变正面皮质活动，我们认为这是本途径，”他补充道。“如果我们刺激STN并改变皮质活动，我们实际上可以以有益的方式改变行为，改善患者认知性能。"

帕金森的疾病是一种进步神经退行性条件，影响了美国约100万人。在高频下，STN的深脑刺激已经被批准用于治疗一些PD患者的运动问题。然而，除了引起运动问题之外，PD也会影响思考。新发现提出了不同（低）频率的STN深脑刺激的可能性也可能改善PD中的认知症状，并且甚至可能在其他神经系统和精神病疾病中。

监听大脑

该团队能够通过“倾听”来映射STN-Cortex连接大脑的活动在植入手术中脑深部电刺激(DBS)电极在PD患者中的应用。

Ui Neurosurgeon Jeremy Greenlee，MD每年进行30多个这样的手术，他的专业知识对映射实验至关重要。使用放置在患者大脑内的专用记录电极，Greenlee在大脑活动中倾听，以便准确地放置DBS设备。这些电极还允许直接记录在手术期间醒来的患者的实验目的进行大脑活动，而不会增加任何风险。这种术中录音并不是很常见，但格林利和他的UI同事在技术中拥有悠久的专业知识。

在手术过程中，病人做了一个简单的认知任务，作为一种刺激大脑一部分的方式，同时记录其他连接部分的电活动。在任务过程中，通过听神经活动可以让研究小组绘制出联系图。

“我们能够唤起一个响应来显示功能连接，”格林利解释道。“快速响应表明单一，直接的突触连接 - 这是超导意味着什么。”

刺激提高认知能力

在确定了超直接连接的存在后，研究人员接下来研究了低频STN刺激对认知能力的影响。Narayanan的团队使用一种非常简单的思维任务——准确地估计短时间间隔的时间——来研究帕金森病患者和帕金森病动物模型的认知障碍。

在术后随访中，研究人员让患者做间隔计时任务，DBS刺激器设置为三种设置之一:高频(控制运动的正常)，无刺激，或低频设置为4hz。只有4hz刺激提高了患者在计时测试中的表现。

Narayanan实验室之前的研究表明，帕金森病患者和啮齿类动物模型都缺少一种特定的疾病大脑当他们正在进行时序任务时，被称为额外皮质中的Delta波浪。Δ的频率为约4Hz的频率。

Narayanan说:“当我们以4hz刺激STN时，δ波在额叶皮层中恢复。”“通过刺激STN，我们可以拯救大脑皮层活动(在帕金森病中受到干扰)，我们可以改善认知行为。”

研究人员认为，频率就像网络之间的通信通道。如果两个网络在同一地点一起工作频率，这可能是网络交互和信息的独特方式。

“事实上,我们可以测试我们的很多想法(来自于啮齿动物的研究)神经网络如何工作在醒着的人类行为,是我从未想过我能做,但是它让我们提问,可能会帮助很多人,”纳拉亚南表示。

“这是令人兴奋的潜在方法来改善认知，可能改变患者的生活，”Greenlee补充说。

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