最近，研究人员开发出了一种可能适用于治疗抑郁症的新方法——“脑深部电刺激”，即向患者的某个特定脑区施加微弱的电脉冲。目前世界范围内已有约200人接受过使用此技术的试验性治疗，在治疗时，医生会在患者的颅骨上钻孔并将电极永久性地植入患者大脑内。虽然这一新技术尚未被批准用于常规的临床治疗，但研究人员相信，试验的成功推进将有望为那些备受神经疾病折磨的患者带来新的希望。

寻找目标脑区

在本世纪初，神经科学家就已认识到抑郁症和其他大脑疾病均是由特定神经回路功能失调引起的。大脑中共有八百多亿个神经元，它们相互连接并形成不同的神经元群，在不同的神经元群间也会形成复杂的神经连接，这种连接会受到遗传、早期生活经历和应激环境的影响，导致抑郁症产生的相关回路异常可能涉及很多脑区。对当代的神经科学家而言，对脑回路异常区域进行精确定位仍是一个挑战。

本文作者迈贝格从20世纪90年代中期起就进行了一系列实验设计，尝试通过对比健康自愿者和抑郁症患者寻找出与情绪调节有关的脑区。研究人员利用正电子发射断层扫描定位出了当患者感到沮丧时活动发生显著变化的脑区，发现抑郁症患者大脑中部的某一区域比健康自愿者在该区域的血流量表现出明显增加，这反映出该区域的神经活动会随着情绪变化有所增强。在扫描图像中，活跃度最高的点是位于大脑中部胼胝体下扣带区的一个小区域——布罗德曼25区内，进一步研究显示，该区域在调控消极情绪上起到了至关重要的作用。迈贝格推测，通过用电流刺激布罗德曼25区也许对治疗抑郁症患者有所帮助。

深部脑刺激

早在2002年，脑深部电刺激就已被批准用于治疗帕金森病和特发性震颤（essential　tremor），这也更加证实该疗法的确可以用于临床。对于抑郁症而言，基本的手术程序与治疗帕金森病和特发性震颤也是一样的：首先要筛选可以参与研究的患者，入选标准是他们必须至少患病一年且使用过4种以上不同药物但病情没有任何改善，此外还需接受过电休克治疗，但病情也并未改善（或拒绝接受电休克治疗）。

在进行第一例脑深部电刺激手术那天，多伦多西部医院的手术团队先用一个框架将患者的头部固定住以保持稳定；然后利用磁共振成像确定电极植入的位置；接下来通过局部麻醉，在患者的颅骨上钻入两个可以植入电极的孔洞。 在神经生理学专家威廉·D·哈奇森和乔纳森·O·陀思特罗夫斯基的帮助下，研究人员首次记录到了胼胝体下扣带区的神经元活动，这有助于进一步了解这些脑区的功能。结合此前的成像研究，研究人员怀疑这些脑区可能负责处理与悲伤有关的情绪，于是他们用一种比人的头发还细的微电极对监管该脑区的神经元活动进行直接监测。医生通过向患者展示积极或消极场景的照片以记录各种情形下的神经元活动，结果显示当患者看到悲伤或令人不安的照片时，胼胝体下扣带区的神经元最活跃；而看到幸福、愉悦或中性场景时，该区域却没有任何反应。

随后，医生将刺激电极插入患者大脑两侧的布罗德曼25区。电流接通几秒后，患者即表示精神上的痛苦和情绪上的沉重感有明显减轻。研究人员同时发现，大部分参与实验的患者都会体验到一种如释重负的感觉，且在首次进行深部刺激时最明显。重复数次之后，效应依然存在但会有所减弱。医疗团队通过几次后续手术了解到，除了治疗时间长短，把电极插到准确的位置上也十分必要。对此，美国研究人员开发出一种成像方法，可以对经过布罗德曼25区的神经纤维束进行精确定位，当这些神经纤维束受到刺激时，似乎就会产生即时的轻松感和长期的抗抑郁效果。

将电极埋置到位并固定于颅骨后，外科医生会在锁骨下方的皮肤内放置一个类似于心脏起搏器的脉冲发生器——这个由电池供能的脉冲发生器会以130次/秒的频率持续刺激目标区域。一旦结束电极的设置，手术也随即完成。此后，医生可通过手持无线遥控器对每个患者体内的电极进行微调。根据医生的经验，设置确定后便不再需要后续的调整，但下一步需要确定的是，对那些手术效果不佳的患者是否需要设置另一套参数？这种不同的设置是否又能提升抗抑郁的效果？

可否终生受益？

尽管有些患者的抑郁症状在接受深部脑刺激治疗后会完全消失，但并非所有的患者都有此效果。在不同的医院，症状明显改善的患者所占比例也是不同的。目前，美国、加拿大一些地区都在进行相关的临床实验，研究人员也在不断对植入电极进行技术完善。他们希望为不同的患者提供个性化的电极参数设置，并更深入地了解深部脑刺激对抑郁症的短期及长期效果。

此外，一些新的研究开始着手于在其他位点对大脑回路进行刺激。通过测试不同脑区，研究人员或许可以找到针对不同抑郁症状的不同位点并采用个性化疗法来治疗抑郁症。目前，对大脑异常活动模式的研究已经有了一些成果，研究人员也可以据此判断适用于不同患者的不同治疗方法。

令研究人员非常感兴趣的是：既然脑深部电刺激能调控大脑的神经回路，它是否对其他精神疾病也有相同的治疗效果？也许对于那些由大脑神经回路异常引起的或对现有治疗方案无效的疾病而言，深部脑刺激将是一个很好的备选治疗方案。

对脑深部电刺激的研究为神经疾病的治疗提供了一个新的方向。对大脑神经回路功能的深入理解可以帮助科研人员找到大脑异常活动产生的根源，从而通过神经外科医生将电极植入大脑的关键部位从根源治疗抑郁症，帮助那些无法被药物或认知疗法治愈的患者。同时，这一方法也有极大可能让厌食症、阿尔茨海默病等一系列精神疾病患者受益。

本文由《环球科学》（《科学美国人》中文版）供稿，编者有删改。

更多精彩！欢迎关注“科普中国-科技前沿大师谈”官方微信（kjqydst）。