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神经系统疾病被认为是导致死亡和残疾的主要原因，约占全球疾病负担的30%。大多数脑部疾病患者不适合任何形式的药物治疗，而大脑刺激的物理手段，称为“神经调控”，代表了非药物治疗策略，通过直接控制支撑疾病或其症状表现的异常神经活动起作用。

2023年10月19日，帝国理工大学的英国失智症研究所的Ines R. Violante博士和Nir Grossman博士及其研究团队在nature neuroscience上（IF=25.0）发表了题为“Non-invasive temporal interference electrical stimulation of the human hippocampus”的文章，本研究使用一种新型非侵入性方法，时域相干（Temporal interference，TI），其工作原理是通过放置在患者头皮和头部的电极将电场传递到大脑，该方法可以为阿尔茨海默氏症等脑部疾病及其相关的记忆丧失提供替代疗法。

通过瞄准重叠的电场，研究人员能够刺激大脑深处的海马区，而不影响周围的区域，这一过程直到现在都需要通过手术将电极植入大脑。

时域相干刺激是通过两个高频电场相互作用，产生低频包络调节神经活动的一种非侵入式脑深部电刺激的新方法。研究者首次在 20 名健康志愿者身上成功地试验了这种方法。表明当健康的成年人在接受 TI 刺激时执行一项记忆任务，有助于改善记忆功能。该团队目前正在早期阿尔茨海默病患者中进行临床试验，他们希望TI可用于改善记忆丧失的症状。

研究者表示：“到目前为止，如果我们想电刺激大脑深处的结构，我们需要通过手术植入电极，这当然会给患者带来风险，并可能导致并发症。通过我们的新技术，我们首次表明，无需手术即可远程刺激人脑深处的特定区域。这为治疗阿尔茨海默氏症等影响深部大脑结构的脑部疾病开辟了一条全新的途径。”

使用计算建模和尸体测量进行 TI 海马刺激和验证的基础知识

这项最新工作首次表明，TI可有效刺激人脑深处的区域。根据研究人员的说法，这可能具有广泛的应用，并将使科学家能够刺激不同的深部大脑区域，以发现更多关于其功能作用的信息，从而加速发现新的治疗靶点。

在这项研究中，研究人员首先使用死后大脑测量来验证电场可以远程聚焦在海马上。海马是大脑深处的弯曲结构，在记忆和学习中起着关键作用。然后，研究小组将TI刺激应用于健康志愿者，同时他们正在记住成对的面孔和名字。这个过程严重依赖于海马。使用功能磁共振成像（fMRI），研究人员表明TI选择性地影响记忆任务引起的海马活动。

最后，研究人员重复了30分钟的较长时间。这表明任务期间的TI刺激可以提高记忆精度。

时域相干对海马记忆活动的影响

研究者认为，“使用非侵入性方法选择性地靶向深部大脑区域的能力非常令人兴奋，因为它提供了一种工具来研究人脑如何运作并为临床应用开辟了可能性。”

“非侵入性成像和大脑刺激的结合将帮助我们解开支持我们认知功能的过程，如记忆和学习。了解这些过程以及如何改变它们对于制定更好的个性化策略来治疗或延缓疾病的发作至关重要。”

研究人员补充说：“我们希望这项工作将有助于通过大幅降低成本和风险来扩大深部脑刺激疗法的可用性。我们现在正在测试在几天内重复的刺激治疗是否可以使阿尔茨海默氏症早期阶段的人受益。我们希望这将恢复受影响区域的正常大脑活动，这可以改善记忆障碍的症状。”

参考文献

Violante, I.R. et al. Non-invasive temporal interference electrical stimulation of the human hippocampus, Nature Neuroscience (2023). DOI: 10.1038/s41593-023-01456-8

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2023-10-surgery-free-brain-treatment-dementia.html

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编译：展琳琳

校审：李   杰

全文完

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