作者:帕姆·贝鲁克《纽约时报

　　九年前，当肖恩·康诺利(Shawn Connolly)被诊断出患有帕金森病时，他还是一个39岁的不敢当的人，在旧金山的街道上滑着滑板，在墙壁、长凳和垃圾箱上翻滚跳跃。他出现在视频和杂志上，并得到了滑板制造商和商店的赞助。

　　但渐渐地，他开始注意到他的身体“有些事情不太正常”。他发现自己的右手在拔火罐，于是他开始用手臂抱住右手。他的平衡和对齐开始出现问题。

　　随着时间的推移，他形成了一种常见的帕金森氏症模式，在“我裤子里有蚂蚁”这样的无意识快速运动和“我几乎动不了”的僵化缓慢运动之间波动。

　　几年前，康诺利自愿参加了一项实验，以一种不同的方式激发了他的勇气和决心。他参与了一项研究，探索一种创新的深部脑刺激方法。

　　在8月19日发表在《自然医学》杂志上的这项研究中，研究人员将深部脑刺激——一种治疗帕金森氏症的既定治疗方法——转变为一种个性化的治疗方法，根据每位患者的个体症状量身定制电刺激的量。

　　

　　研究人员发现，对于康诺利和其他三名参与者来说，这种被称为适应性深部脑刺激的个性化方法，使他们经历最令人烦恼的症状的时间缩短了一半。

　　现年48岁的康诺利仍然在他的症状允许的范围内玩滑板，他说他“立即”注意到了这种差异。他说，个性化服务让他“感觉良好，而且能随时行动起来”。

　　研究还发现，在大多数情况下，患者的生活质量得到了改善。“这非常重要，”贝勒医学院(Baylor College of Medicine)神经外科教授萨米尔·谢斯(Sameer Sheth)博士说，他没有参与这项研究。

　　虽然这项研究规模很小，但它代表了在使用大脑植入物和人工智能来个性化治疗神经和精神疾病方面取得的进展——本质上是为大脑开发起搏器。

　　最近的实验已经开始针对抑郁症、强迫症和慢性疼痛进行个体化脑刺激。虽然还需要更多的研究，以及使这种方法实用和负担得起的方法，但一些专家预测，某些版本的大脑起搏器可能在5到10年内问世。

　　斯坦福大学(Stanford University)神经外科教授杰米·亨德森(Jaimie Henderson)博士没有参与这项研究，他说:“我确实认为，这表明个性化、个性化的刺激确实是未来的潮流。”

　　脑深部电刺激已经用于治疗帕金森病很多年了。当患者从含有左旋多巴的药物中获得益处时，通常会引入这种药物，左旋多巴是一种对抗导致帕金森病的激素多巴胺缺失的药物。

　　

　　在常规的深部脑刺激下，患者接受恒定水平的电脉冲。虽然它对大多数患者都有帮助，但许多患者最终会达到一个平台期，或者因为治疗不能适应患者的体验，刺激可能过多或过少，导致在僵硬和肆无忌惮的运动之间剧烈波动。

　　“这并不是说我们已经最大化，优化，最终确定了我们治疗帕金森患者的能力，”Sheth说。

　　近年来，神经科学家已经确定了与僵硬阶段(称为运动迟缓)和不受控制的运动阶段(称为运动障碍)相对应的大脑信号。在这项新研究中，研究人员使用人工智能衍生的方法，为每位患者设计了个性化算法，以及一种在患者症状波动时检测并响应大脑活动的方法。

　　“大脑的需求时时刻刻、时时刻刻、每周都在变化，”加州大学旧金山分校(University of California San Francisco)神经外科教授菲利普·斯塔尔(Philip Starr)博士说。他是这项研究的资深作者，数十年来一直在研究深部脑刺激。“因此，让这些刺激器自我调节一直是一个梦想。”

　　与斯塔尔一起领导这项研究的加州大学旧金山分校(UCSF)神经学副教授西蒙·利特尔(Simon Little)博士说，植入患者大脑的电极记录的是来自神经元群体的信号，而不是单个脑细胞。

　　“当神经元开始同步时，当它们同时开始放电时，它们有点像体育比赛中的人群，”利特尔说，并补充说，在帕金森症和其他一些疾病中，神经元变得过度同步，不同的症状有不同的模式。“一定程度的同步是好的，但如果你过度同步，如果你的整个网络同时开始吟唱，那么这是一种不健康的状态，因为大脑并没有真正进行太多的信息处理。”

　　

　　研究中的个性化系统从两个独立的大脑区域读取信号，并在患者进入僵硬期时发出更多的电刺激，而在他们开始不自主运动阶段时发出更少的电刺激——当左旋多巴药物药效逐渐消失时发出更多的电刺激，当药物有效时发出更少的电刺激。

　　该研究的参与者是年龄在40到60岁之间的男性，他们至少在6年前被诊断出患有帕金森病。首先，在他们的大脑中植入电极，并对他们进行为期数月的常规深部脑刺激，直到他们从这种刺激中获得最大的益处。

　　然后，研究人员开始为患者开发个性化算法，主要关注每位患者最困扰的症状。对包括康诺利在内的三个病人来说，症状是僵硬。对于第四个病人来说，这是一种被称为肌张力障碍的不自主痉挛。

　　斯塔尔说，第一个病人的算法花了两年时间设计，部分原因是刺激本身会改变大脑特征，因此必须反复重新评估。但到了第四个病人，只花了两周时间。

　　利特尔说，为了测试个性化刺激是否能改善患者的体验，他们被鼓励“尽可能过正常的生活”。“这可能包括滑冰、旅行和锻炼。”

　　

　　在两个月的时间里，每隔两到七天，系统就会进行改变，以提供常规增产措施或个性化增产措施。患者和大多数研究小组成员都不知道什么时候会进行哪种类型的刺激。

　　亨德森说:“大多数先前的研究都是在实验室里完成的，所以这意味着它们不是很实用。”“这是在真实世界的条件下，这是非常令人印象深刻的，因为这是一个很高的标准。这很难做到。”

　　患者每天完成问卷调查，可穿戴监测器跟踪他们的运动变化。利特尔说，包括康诺利在内的三名患者“因为症状改善”，已经猜到了他们什么时候接受了适应性刺激。

　　斯塔尔说，大多数患者从一天中大约25%的时间出现最严重症状，到一天中大约12%的时间出现最严重症状。适应性刺激也降低了这些症状的严重程度。而且，重要的是，它没有恶化——在某些情况下，它改善了——“相反”的症状。(例如，僵硬的“反义词”是不受控制的运动。)

　　一名患者报告说，忍受第三种症状的时间更短:步态障碍。斯塔尔说，另一名患者“对他的一天刚刚准时开始这件事很在意”，而不是花几个小时感到僵硬而无法开始早晨的活动。三名患者报告在活动能力、疼痛和日常活动能力等方面的生活质量有所改善。斯塔尔说，“第四个病人是一个快乐的人”，他一开始就对自己的生活质量评价很高。

　　康诺利说，他自愿参加这项研究，部分原因是他的妻子阮阮(Thuy Nguyen)曾敦促他尝试深部脑刺激。阮阮于2020年死于癌症。“当我的妻子生病住院时，我会带着我的滑板和手杖，在一天中的某些时候我可以滑冰，而其他时候我不得不使用手杖，”他回忆道。

　　康诺利经营着一个由他和妻子创立的儿童滑板项目。在研究期间，康诺利安排在试验中途休息，因为他想避免在举办夏季滑板夏令营时实验性的刺激转换。

　　他能分辨出自己是接受了传统的刺激还是个性化的刺激，因为，他说，“我要么感觉很好，要么马上就会感觉萎靡不振。”

　　他说，个性化算法也改善了他的睡眠，帕金森病患者的睡眠可能会受到干扰。

　　斯塔尔说，适应性刺激的一个问题是，算法需要经常调整，因为随着患者“帕金森氏症的进展，他们的药物和活动也会发生变化。”

　　斯塔尔说，研究结束后，三名患者继续接受适应性刺激，尽管有一名患者不得不暂停调整。康诺利还计划在滑板夏令营结束后，在秋天重新开始个性化的刺激。