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近日，一项发表于国际顶级期刊《Science Advances》的研究揭示，针对帕金森病（PD）患者的丘脑底核深部脑刺激（STN-DBS）治疗，其效果并非“一刀切”——仅在患者进行“快速运动”时施加刺激，就能显著改善核心症状“运动迟缓”，甚至将运动速度提升至健康人群水平。这一发现为帕金森病的精准、自适应治疗开辟了全新路径，有望解决当前传统深部脑刺激（DBS）参数固定、疗效不稳定的难题。
核心发现：运动状态决定DBS疗效，“快运动刺激”优势显著
帕金森病的核心症状“运动迟缓”（患者动作变慢、幅度减小），是影响患者生活质量的关键障碍。传统STN-DBS虽能缓解症状，但长期采用固定参数刺激，无法根据患者实时运动状态调整，疗效常受限制。
为突破这一局限，德国夏里特大学医学中心的Alessia Cavallo博士、Wolf Julian Neumann教授团队联合国际多机构，开展了一项针对24名帕金森病患者的临床研究（患者均停用多巴胺类药物12小时，处于症状明显的“临床OFF状态”），并以14名年龄匹配的健康人为对照。
研究中，患者需完成一项“视觉运动平板任务”：手持触控笔，交替将笔尖移动到屏幕左右两侧的彩色目标区域。团队通过实时算法追踪运动速度，将患者的动作分为“快运动”（峰值速度超过前两次运动）和“慢运动”（峰值速度低于前两次运动），并对两类运动分别施加300毫秒、130赫兹的STN-DBS脉冲（刺激时长仅占总实验时间的5%，约8.5秒，排除了“长时间刺激起效”的干扰）。
行为任务和刺激算法 @Sci Adv
结果显示：
“快运动刺激”抗迟缓效果突出：当刺激施加在“快运动”时，患者后续运动速度的下降幅度显著减少（统计差异显著，P<0.01），且运动速度与健康对照组无差别（P>0.05），相当于“冻结”了健康的运动状态；
“慢运动刺激”无效甚至有害：若刺激施加在“慢运动”时，患者运动速度下降更明显，远差于健康人（P<0.01），无法缓解运动迟缓；
效应持续且有方向性：即便停止刺激进入“恢复阶段”，“快运动刺激”的益处仍持续存在（P<0.05）；且该效果仅影响与受刺激运动“同方向”的后续动作，对反方向运动无影响（P>0.05），说明大脑对运动状态的调控与特定运动轨迹的神经通路紧密相关。
脑网络与电生理揭秘：SMA和壳核是关键枢纽，ECoG可实时解码运动速度
为弄清“运动状态依赖DBS”的背后机制，团队进一步借助影像学和电生理技术展开探索：
1.MRI连接组学：找到“疗效关键脑区”
通过功能磁共振成像（fMRI）分析23名患者的脑连接模式（1名患者因电极型号不兼容被排除），研究发现：刺激效果的强弱，与大脑特定网络的连接性直接相关。其中，辅助运动区（SMA）和基地神经节的壳核是核心“枢纽”——SMA的功能连接能解释36%的刺激效应差异（R²=0.36），壳核则能解释30%（R²=0.3）。这意味着，若DBS电极能更精准地连接这些区域，治疗效果将更显著，为手术中电极定位提供了“导航靶点”。
MRI连接性解释了速度依赖性刺激效应 @Sci Adv
2.ECoG电生理：捕捉大脑“运动信号”
团队还对1名患者的运动皮层植入皮层脑电图（ECoG）电极，记录大脑电活动。结果显示：STN-DBS能降低运动过程中的“beta波”（20-35赫兹，与帕金森病症状加重相关的脑电波），同时增强运动后的“beta波反弹”（与运动适应、学习相关的脑活动）——这提示DBS并非简单“抑制异常信号”，而是通过调节皮层加工，强化健康的运动模式。
特定状态的神经刺激可调节运动皮层的β振荡 @Sci Adv
更关键的是，基于这些ECoG信号，机器学习模型（Cat Boost）能以较高精度（R²=0.38）解码患者的实时运动速度，且效果优于丘脑底核局部场电位（LFP，R²=0.15）。这为未来开发“全植入式闭环DBS系统”奠定基础：无需依赖外部传感器（如平板追踪），仅通过大脑自身电信号就能判断运动状态，实时调整刺激参数。
临床意义：为帕金森病“自适应治疗”铺路
研究人员指出，当前帕金森病患者的STN-DBS多采用固定参数，就像“不管患者是走是停，都按同一强度刺激”，不仅可能疗效不足，还可能引发异动症等副作用。这项研究证明，DBS的效果依赖于“刺激时的运动状态”——快运动时刺激能模拟多巴胺的“强化效应”，抓住并放大健康的运动模式，这为精准治疗提供了新逻辑。
总之，这项研究结果为开发用于治疗帕金森病的速度适应性DBS方法提供了动力，并证明了ECoG可能是一种合适的解码信号，可实现完全侵入性的闭环控制。研究人员提出将来可开发“速度适应性DBS设备”，通过ECoG或其他脑电信号实时解码运动速度，仅在“快运动”等有利状态下施加刺激，提升疗效的同时减少不必要的刺激，降低副作用；或将DBS的强化效应扩展至其他神经疾病，为脑-脊接口、听觉植入物和人工视网膜等神经假体的适配提供“神经强化”支持，帮助患者更快适应神经假体。
说明：
1.本文主要基于9月10日发表的《Differential modulation of movement speed with state dependent deep brain stimulation in Parkinson’s disease》研究论文，该研究由德国夏里特大学医学中心牵头，联合美国卡内基梅隆大学、英国帝国理工学院、德国科隆大学医院等机构共同完成，得到德国研究基金会（DFG）、欧盟ERC“Reinforce BG”项目、美国国立卫生研究院（NIH）等多个项目资助。
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DOI：https://doi.org/10.1126/sciadv.adx6849
