《柳叶刀神经病学》美国军方项目——颅内植入行为控制器

【字体: 时间:2017年11月27日 来源:生物通

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  美国军方研究机构,国防高级研究计划局(DARPA)资助项目,颅内闭环电极可控制人的感觉和行为。

  

上周,神经科学协会(Society for Neuroscience,SfN)在华盛顿召开会议。会上,研究人员展示了这种技术治疗严重精神疾病的潜力。但是,由于它能使人触及一个人的真实内心世界,这引爆了有关伦理道德的舆论审问。

众所周知,深层脑刺激(deep-brain stimulation,DBS)可用于治疗帕金森氏病等运动障碍疾病。但是,它们对治疗情绪障碍不太有用。虽然早期有证据提出对某些脑区的持续刺激可以缓解抑郁症,但是,一项应招了90名抑郁症患者的验证性实验发现,为期一年的治疗对这些患者的情绪障碍并无改善。

执行DARPA项目的背后团队是加州大学旧金山研究所(UCSF)的神经科学家Edward Chang课题组和麻省总医院(MGH)的Alik Widge课题组。Chang团队设计了一款专门用于治疗精神疾病的颅内控制器。“这些脑内植入物,应被谨慎使用,只有在需要时才能开启,”Chang说。

MGH团队则希望开发一款设备可以治疗战士和退伍军人的抑郁症和创伤后应激障碍。

该设备的第一批体验者是需要在脑内植入电极的癫痫患者。与以往使用的旧设备不同,新电极避免了持续不断地刺激大脑,而采用间歇性刺激的新模式来记录脑内活动。

指示心情的脑电图

Chang团队的成员之一,南加州大学的电子工程师Omid Sani在会议上展示了大脑编码情绪的动态图谱。连续几周跟踪6名电极植入者的脑活动和情绪,研究人员创建了一种可解码人类情绪的算法。Chang补充,研究小组已经在人体上完成了一些闭环系统测试,但是由于成果还处于初级阶段,因此不便透露细节。

MGH团队采用的是另一种方法,试图把大脑活动与注意力难以集中和移情困难等多种障碍的表现行为联系起来。当受试者处理一组分心任务时(比如匹配数字的图形或识别情绪表情),他们用新开发的算法刺激大脑,研究人员发现,把电脉冲输送至参与决策和情绪的大脑区域能大大提高测试者的表现。此外,当测试者由于想不起来或者中途分心导致任务即将失败或执行缓慢时,这些刺激甚至能扭转他们的失败表现。现在,研究小组还在开发无需人工控制,可自动刺激大脑采取特定模式活动的算法。

个性化治疗

贝勒医学院的精神病学家Wayne Goodman认为,闭环刺激是一种能为情绪障碍患者提供长期治疗的方案。基于生理信号的新算法明显更人性化,而且无需依赖医生的主观判断。使用闭环刺激,Goodman即将发起一项小规模的强迫症治疗实验。

但是,这也存在一些问题。比如,矫枉过正。由于刺激的是情绪相关脑区,极度高兴的情绪可能会压制受试者的其他所有情绪。计算机算法让受试者的情绪无所遁形,有时可能超出了行为或面部表情所编码的信息。“这意味着,我们甚至有可能编码他们的感觉,”哈佛大学神经工程师和精神病专家、MGH团队总指挥Alik Widge说。

这项研究对科学家来说无疑是令人兴奋的,但世人能不能接受这项技术呢?进一步,随着脑-机接口和人工智能的发展,人与人之间的“意念”沟通将不再是是无稽之谈!

原文检索:
Subcallosal cingulate deep brain stimulation for treatment-resistant depression: a multisite, randomised, sham-controlled trial Holtzheimer, P.E., et al. Lancet Psychiatry. 4(11):839–849. (2017)

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