唐洲平教授团队研究揭示脑机接口治疗阿尔茨海默病的潜力及优势!
阿尔茨海默病(AD)是老年人群高发的神经退行性疾病,以认知功能进行性衰退、独立生活能力丧失为核心特征。当前临床治疗方案仍存在显著局限性,传统胆碱酯酶抑制剂与N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂仅能缓解症状,无法干预疾病核心病理进程。尽管靶向药物的研发取得了良好效果,如仑卡奈单抗(Lecanemab)、多奈单抗(Donanemab)等针对β-淀粉样蛋白(Aβ)的单克隆抗体在早期AD治疗中显示出潜力,但早期诊断困难的问题尚未解决,限制了其临床应用。
在此背景下,华中科技大学同济医学院附属同济医院唐洲平教授团队提出利用脑机接口(BCI)技术治疗AD患者,并开展相关研究,研究结果发表于Research杂志。
本研究由华中科技大学同济医学院附属同济医院唐洲平、张平团队牵头,核心目的是系统审视血管内脑机接口(EBCI)应用于AD患者的安全性与可行性。研究聚焦三大核心方向:一是探索EBCI在AD早期诊断中的应用价值;二是评估其针对穹窿、Meynert基底核等特定脑区的深部脑刺激(DBS)效果;三是分析外部神经反馈设备与EBCI结合的应用潜力。同时,研究最后展望了EBCI领域未来微型化、集成化及深部脑区探索的发展趋势。
这是一项综述性研究,作者团队整合了神经科学、机械工程、大数据与人工智能等多学科资源,采用文献回顾与技术分析相结合的方法,系统梳理了EBCI硬件发展历程、AD患者解剖学特征、脑电图(EEG)和核磁共振(MRI)影像学特点等,多维度分析EBCI应用于AD患者早期诊断治疗的可行性与应用方法。
文章介绍道,EBCI硬件经历了从早期导丝、微丝到导管、纳米线,最终发展为支架电极(Stentrode)的技术演进,其核心优势在于通过微创血管通路实现与大脑深部靶区(如Meynert基底核)的稳定生物电界面。基于EEG与MRI的研究提示,Delta、Theta等脑电节律特征及LPVG、MRI网络指标对AD早期诊断具有重要价值。相较于开环系统,闭环DBS能实现自适应调节,为EBCI的闭环干预提供了技术路径。初步的Meynert基底核DBS临床试验为其治疗AD的可行性与安全性提供了早期循证依据。
1.技术可行性验证:EBCI具备通过血管通路精准抵达大脑深部结构的能力,其硬件演进已实现从信号采集到深部脑刺激的双重功能,且可与外部反馈设备结合,用于注意力训练与神经环路替代,契合AD治疗的多维度需求。
2.早期诊断潜力:EEG与MRI网络指标显示,AD患者与健康人群、轻度认知障碍(MCI)患者在脑电波特征(如不同频段脑电电流密度)、脑功能连接性(如聚类系数、路径长度)上存在显著差异,EBCI可整合特异性指标,为AD早期诊断提供客观依据。
3.神经调控有效性支撑:Meynert基底核作为AD患者DBS的潜在靶点,已有研究证实刺激该靶点可改善大脑皮质葡萄糖代谢,缓解临床症状,而EBCI可实现对该区域的长期监测与电刺激,且有望通过闭环调节优化治疗效果,避免侵入式BCI的创伤风险。
4.微创优势凸显:相较于传统侵入式BCI,EBCI无需开颅,可通过血管微创植入,有效绕过AD患者的皮质功能缺陷,提升信号采集与刺激的计算效率。
EBCI以其微创特性,为AD早期诊断与神经调控治疗提供了综合性解决方案,其核心优势在于能够深入大脑深部区域,契合AD全脑退行性的病理特点。研究证实,EBCI在技术原理上具备实现早期诊断、深部脑刺激及神经反馈干预的可行性,且有相关临床试验数据支撑其潜在疗效。
未来研究可从三个方向推进,一是推进EBCI设备的微型化与集成化,进一步降低侵入性;二是深化深部脑区靶点的探索,明确不同AD分期的最优刺激靶点与参数;三是通过实证研究验证EBCI闭环调节系统的长期安全性与疗效,将当前理论设想转化为成熟临床技术。总体而言,EBCI为破解AD治疗困境提供了全新路径,有望成为AD综合治疗体系的重要组成部分。

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