科學家可能發現了導致帕金森病的大腦網絡

由中國昌平實驗室領導的一個國際研究小組與聖路易斯華盛頓大學醫學院和其他合作夥伴合作，確定了與帕金森病的核心特徵相關的特定大腦區域。研究人員發現，一種稱為軀體認知行動網絡（SCAN）的大腦網絡在這種疾病中發揮著至關重要的作用。當使用一種稱為經顱磁刺激 (TMS) 的實驗性非侵入性技術瞄準該網絡時，當附近的大腦區域受到刺激時，患者的症狀改善了一倍以上。

結果發表於 2 月 4 日 自然，挑戰了有關帕金森病的過時觀點，並指出了更精確和更有針對性的治療方法的新時代。

“這項工作表明，帕金森病是一種 SCAN 疾病，數據強烈表明，如果以個性化和精確的方式針對 SCAN，就可以比以前更成功地治療帕金森病，”共同作者、瓦肖醫學院 David M. 和 Tracy S. Holtzman 神經科學教授 Nico Duesenbach 博士說。 “改變 SCAN 內的活動可以減緩或逆轉疾病進展，而不僅僅是治療症狀。”

了解 SCAN 及其在運動和思想中的作用

Duesenbach於2023年首次在自然界中描述了SCAN技術。該網絡位於運動皮層內，運動皮層是大腦中負責控制身體運動的區域。它的任務是將計劃的行動轉化為物理運動，然後監控這些行動如何展開。由於帕金森病的影響遠不止運動本身，它還影響消化、睡眠、動機和思維，因此首席研究員 Hesheng Liu 博士與 Dosenbach 一起研究 SCAN 的紊亂是否可以解釋廣泛的疾病症狀並作為治療目標。

為了驗證這個想法，劉的團隊分析了來自美國和中國多個研究中心的 800 多名參與者的腦成像數據。該小組包括接受 DBS 治療或非手術治療（如經顱磁刺激、聚焦超聲刺激和藥物治療）的帕金森病患者。健康志願者和患有其他運動障礙的個體也被納入比較。

檢測到大腦連接異常

分析表明，帕金森病的特點是SCAN區域和皮質下層之間的過度連接，皮質下層是大腦中涉及情緒、記憶和運動控制的區域。在該研究中檢查的所有四種治療方法中，當減少這種過度相關性時，治療效果最佳。恢復這些區域之間更加平衡的關係有助於使負責計劃和協調行動的大腦迴路的活動正常化。

“幾十年來，帕金森病主要與運動缺陷和基底神經節有關，”劉說，基底神經節是大腦中控制肌肉運動的部分。 “我們的研究表明，這種疾病的根源在於更廣泛的網絡功能障礙。SCAN 與帕金森病相關的關鍵區域過度連接，這種異常連接不僅會擾亂運動，還會擾亂相關的認知和身體功能。”

精心治療顯示出早期希望

基於這些見解，研究人員開發了一種精密治療系統，旨在以毫米精度進行非侵入性篩查。這種方法使用經顱磁刺激，通過放置在頭部的設備向大腦傳送磁脈衝。在一項臨床試驗中，18 名接受 SCAN 靶向刺激的患者在 2 週後表現出 56% 的緩解率。相比之下，接受附近大腦區域刺激的 18 名患者中，只有 22% 的患者病情有所改善，效果提高了 2.5 倍。

“通過非手術治療，我們可以比目前的深部腦刺激更早地開始神經調節治療”，因為它不需要腦部手術，杜森巴赫說。

他指出，仍需要更多的基礎研究來了解 SCAN 的不同部分如何導致帕金森病的特定症狀。

展望未來，杜森巴赫計劃與他共同創立的華盛頓大學醫學初創公司圖靈醫療 (Turing Medical) 啟動臨床試驗。這些研究將測試一種非手術治療方法，即使用放置在掃描區域上的表面電極條來治療帕金森病患者的步態問題。他還打算探索低強度聚焦超聲作為另一種利用聲能改變 SCAN 活動的非侵入性方法。

這項工作得到了昌平實驗室、美國國立衛生研究院 (MH096773、MH122066、MH121276、MH124567、NS129521、NS088590、R01NS131405、U01NS098969 和 U01NS117836) 和中國國家自然科學基金委員會的支持。 (81527901、81720108021、81971689、31970979和82090034)，國家重點研發計劃(2017YFE0103600)，智力與發育障礙研究中心；基瓦尼斯基金會；華盛頓大學希望神經疾病中心；安徽省神經精神疾病與心理健康協同創新中心（2020xkjT05）。內容完全由作者負責，並不一定代表美國國立衛生研究院的官方觀點。

HL 是 Neural Galaxy Inc. 的首席科學家。 LL 是北京品斯醫療有限公司的科學顧問委員會成員，並被列為本研究中使用的深部腦刺激器的已發布專利和專利申請的發明人。 NUFD 擁有 Turing Medical Inc. 的經濟利益。如果該公司成功將其 FIRMM 運動監測軟件、BullsAI 神經調節靶向軟件或其 PACE 神經調節系統商業化，它可能會獲得經濟利益。 EMG 和 NUFD 可能會根據華盛頓大學醫學院開發並授權給 Turing Medical Inc. 的 FIRMM 技術獲得特許權使用費。 NUFD 是 Turing Medical Inc. 的聯合創始人。這種潛在的利益衝突已由華盛頓大學醫學院審查和管理。 SL 諮詢了 Iota Biosciences。 PAS 獲得美敦力 (Medtronic) 和波士頓科學 (Boston Scientific) 的獎學金教育支持。