加大科学家积极探索避免癫痫发作的攻略(二)

激光、机器人和微型电极等技术在被用于改进严重癫痫的治疗方法。

一位叫“Tom”的病人说,当他的癫痫发作无法用药物控制时,他开始考虑手术。

Tom要求报道时不要使用他的姓氏,因为他担心雇主可能会对他的病史感到恐慌。他希望医生能够移除有时导致他抽搐和失去意识的缺陷脑组织。

他在加州大学圣地亚哥分校(UCSD) 的癫痫治疗中心接受了一次痛苦的病情评估。医生取出了他的一块头骨,并在他的大脑表面放置了电极。他在医院呆了一个星期,医生看着他的是否会癫痫发作。

然而他得到了坏消息。“你不是一个最佳的手术患者,”他回忆起医生告诉他的情况。“我们觉得在你身上做手术不安全。”

那是在2009年。2018年,由于癫痫对他的工作和家庭生活造成了严重影响,Tom回到UCSD的医生那里讨论治疗方案。这次他见到了癫痫治疗中心主任Jerry Shih博士。

Shih博士称:“我告诉Tom说,你知道吗,我们现在拥有了一些2009年没有的新技术。”

这一次,研究小组在汤姆的大脑中插入了微型电极,以找到他癫痫发作的主要来源。然后,在2019年,他们用激光切除了他的大脑。

48岁的汤姆迄今没有发作。

像汤姆这样的病人越来越多。他们的故事表明,新技术正在改变医生评估和治疗抗药性癫痫的以往方式。在美国约300万癫痫患者中,有超过四分之一的人在受到了这种疾病的影响。

技术进步不仅包括微型电极和激光,还包括在手术过程中提供高分辨率图像的MRI机器,以及可以阻止癫痫发作的植入设备。

“我们通过这些技术的结合,帮助了我们治疗的绝大多数患者,”为汤姆做手术的UCSD神经外科医生Sharona Ben Haim博士说。

所有这些方法都涉及外科手术,这一度被认为是治疗癫痫的最后手段。然而,今天,外科治疗越来越普遍,许多患者只需要微创手术。

和许多癫痫患者一样,汤姆最初能够通过药物控制自己的疾病。他16岁时第一次大发作。他妈妈听到他发出奇怪的声音。几个月后,实验室培育的微型大脑开始产生“脑电波”。

“妈妈上楼到我的卧室,看到我全身抽搐,”。“我的床被汗水湿透了,我的头也扭曲了。”…….Tom在医院醒来。一旦医生给他服用了癫痫药物,他的癫痫发作就停止了。

他上了大学,在墨西哥当英语老师,回到加利福尼亚州,和他后来要娶的那个女人住在一起。那时,Tom 的医生已经让他停止服药。他们都希望他已经好了。

然后他的癫痫又发作了,又去了医院。Tom 说:“现在,你知道,我25岁了,被诊断出患有一种潜在的毁灭性、长期的不可控制的疾病。”

这意味着参加一些日常活动不再安全。

“突然你不能再洗澡了,”他说。“你不能再去游泳了。健身房里不再可做锻炼了。”

Tom努力在适应。他找到了一份工作,结婚了,有了孩子。但他的癫痫病开始给他的家人带来巨大的损失。

在2009年被告知他不适合做手术后,汤姆回到了工作岗位,仍在与无法控制的癫痫发作作斗争。不过,在几年内,他失去了工作。他的婚姻结束了。

然而,在Tom生活中的这段艰难时期,研究人员正在研发最终能帮助他的技术。

听大脑的音乐

癫痫诊断和治疗的变化取决于对大脑电活动或电生理学的监测。

UCSD的神经外科医生Alexander Khalessi博士说:“如果你把大脑想象成乐器,电生理学就是音乐。”。“长期以来,我们从只看到小提琴的照片,现在我们可以更好地“听音乐”了。”

这意味着医生有可能检测到一种”类似酸的味“,比如当大脑细胞产生错误信号时产生的酸味,从而导致癫痫发作。

一项关键进展涉及一种称为立体脑电图(SEEG)的程序。外科医生在患者的头骨上钻一个或多个小孔,并将电极插入被认为导致患者癫痫发作的大脑区域。

然后他们等病人发作。对Tom来说,这意味着他在医院待了很多天,头上的几个洞里都有电线。但他得到了进一步的发现和治疗。

Ben-Haim博士说:“我们能够看到,他的大脑中有一个特定区域确实是他大部分癫痫发作的驱动因素。”

Tom还受益于将SEEG信息与高分辨率MRI扫描相结合的技术。这向外科医生展示了问题所在。

Khalessi说:“作为一名外科医生,但你不能打开你看不见的东西。”

Khalessi说,新形式的核磁共振成像也有助于外科医生在不损害其他大脑区域的情况下达到目标。

为了说明他的观点,他在电脑屏幕上调出了一张患者大脑的图像。它显示了一个患病区域。它还显示了位于大脑表面和问题之间的关键神经束。

他说:“你在这里看到的是一种情况,我们可以计划一条轨迹来避开这些区域,并提供激光能量来烧蚀该区域。”。

在Tom的案例中,激光能量是通过一个非常薄的探针传递的,它可以穿过一根饮用吸管。Shih说,在手术室的核磁共振扫描仪的引导下,探头加热了目标区域,“实际上消除了非常活跃的癫痫发作焦点”。

Tom说:“那是被一针扎了一个洞,没有疤痕。”。更令人印象深刻的是,2009年诊断他的手术留下了一道5英寸J形疤痕,从右耳一直延伸到前额。

Tom一直在变好。

UCSD校园正在开发一些改变癫痫治疗的技术

“这是我们的微制造实验室,” Shadi Dayeh 博士走过很像一个在硅谷的高科技设施时介绍说。他是电气和计算机工程教授和这个项目的负责人。

在一个玻璃封闭的洁净室内,身着白色运动服的人物与制造电子显示器的机器一起工作。

这里的一个目标是改进用于研究大脑活动的设备。一个限制因素是科学家可以挤进一个小空间的电极或传感器的数量。因此,Dayeh一直在借鉴用于缩小生产高分辨率显示器的电子设备的技术。

他说:“为什么不采取这些进步,并为了医学的利益而实施这些进步呢?”。

Dayeh展示了一个比邮票稍大的传感器网格。它非常柔韧,比人的头发还要细。

早在2009年,一种更早期、更厚、更不灵活的这种网格被放置在汤姆的大脑表面,以测量下面的电活动。但那台只有几十个传感器,限制了它的分辨率。Dayeh的新网格有数千个。

他说:“这使我们能够以非常高的分辨率从大脑表面观察活动。”。“我们称之为大脑望远镜。”

Dayeh和他的团队也一直在改进2018年用于研究Tom大脑深处活动的探针。

沿着探针的100多个紧密间隔的传感器可以检测脑细胞的电活动,还可以提供深层大脑刺激。

Dayeh说:“尖端非常薄,因此对组织的损伤很小。”。“更少的组织损伤意味着更好的大脑记录——以及更少的副作用。”

机器人和大脑除颤器

激光和诊断探头都需要精确定位在大脑中。这就是另一项技术进步可以帮助的是机器人。

在UCSD和其他尖端的癫痫中心,外科医生经常使用一种称为ROSA的系统,该系统充当大脑的一种GPS。

Ben-Haim博士说:“这让我们能够操控一只机器人手臂,将我们带向目标。”。

有时,医生发现癫痫发作来自几个大脑区域,或者来自一个太重要而无法消除的区域。这时,医生可能会尝试一种设备,研究来自永久植入患者大脑的电极的信号。

“它一直在后台录制,”Ben-Haim博士说。“然后,当它感觉到癫痫发作时,它能够基本上对大脑进行除颤。”

所有这些进展都意味着更多的抗药性癫痫患者现在可以超越药物来预防癫痫发作。

Shih说:“我们已经过渡到更多的基于手术的治疗以及微创手术技术,我认为这些技术确实彻底改变了癫痫的治疗。”。

Tom很高兴成为这场革命的一部分。虽然他目前还需要服用一些药物以帮助免予癫痫的发作。

来源:加州大学新闻部

参考资料:https://health.ucsd.edu/specialties/neuro/specialty-programs/epilepsy-center/pages/default.aspx

(美国华文网 圣地亚哥华文网编发)