一项针对癫痫患者的临床试验让研究人员以前所未有的精确度量化了闪烁疗法的效果。

佐治亚理工学院

5月9日消息

佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology，Georgia Tech）生物医学工程师 Annabelle Singer 在过去的十年里一直在开发一种针对阿尔茨海默病的非侵入性疗法，这种疗法使用闪烁的灯光和有节奏的音调来调节脑电波。现在，她发现这种被称为“闪烁疗法”的技术也可以帮助患有从癫痫到多发性硬化症等一系列神经系统疾病的患者。

Annabelle Singer 教授

此前，Singer 和她的合作者们已经证明，通过护目镜和耳机向患者传递的光线和声音具有有益的效果。闪烁疗法在动物研究和早期人类可行性试验中取得了成功，这些试验测试了其安全性、耐受性和患者的依从性。

现在，得益于一项针对癫痫患者的临床试验，研究人员以前所未有的精确度量化了闪烁疗法的效果。他们还做出了一个意外但令人鼓舞的发现：该治疗减少了大脑中的发作间期癫痫样放电（Interictal Epileptiform Discharges，IEDs）。研究结果于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上。

研究于2024年4月11日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：16.6）杂志上

这些大型、间歇性的电生理事件在癫痫患者的癫痫发作之间被观察到。它们在脑电图（EEG）读数上呈现为尖锐的峰值。

“这些 IEDs 的有趣之处在于，它们不仅仅发生在癫痫中，” Singer 说，她是 Georgia Tech 和埃默里大学（Emory University）Wallace H. Coulter 生物医学工程系的麦卡米什基金会（McCamish Foundation）早期职业教授，“它们也出现在自闭症、多发性硬化症、阿尔茨海默病和其他神经系统疾病中。” IEDs 会破坏正常的脑功能，导致记忆障碍。

我们头脑中的节奏

大脑内部是复杂的电活动交响乐：脑电波或振荡，它们构成了我们的记忆、思想和情感。Singer 想要调节这些振荡以达到治疗目的。

在特定的光和声音频率下，闪烁疗法可以在小鼠中诱导伽马振荡。这有助于大脑召集小胶质细胞，这些细胞负责清除 β-淀粉样蛋白，而 β-淀粉样蛋白被认为在阿尔茨海默的病病理学中起着核心作用。部分工作是在治疗过程中记录大脑内发生的情况，以验证其工作原理。

试验中的患者在埃默里大学医院接受癫痫监测部门 Jon Willie 医生的治疗。（Willie 与 Singer 共同担任该研究的通讯作者，现就职于圣路易斯华盛顿大学医学院）

他们等待手术以移除大脑中癫痫发作的区域。在手术之前，他们必须接受颅内癫痫发作监测——将记录电极放置在大脑中，以精确定位癫痫发作的起始区域，并确定应移除的确切组织。然后，患者和他们的护理团队等待癫痫发作。这可能需要几天时间。

“在人类研究中，我们使用了如功能性 MRI 或头皮脑电图等无创方法，但它们在分辨率方面存在真正的缺点，” Singer 说，“与这些患者合作改变了游戏规则。他们是难治性癫痫患者，这意味着药物对他们不起作用。”

听觉和视觉闪烁在人类感觉区域诱发稳态诱发电位

治疗之路

Singer 的研究小组招募了 19 名患者。该研究的主要作者、Singer 实验室的前博士生、现就读于埃默里大学医学院的 Lou Blanpain，带着闪烁刺激和记录设备从一名患者走到另一名患者。

“因为这些患者出于临床原因已经植入了记录探针，所以我们能够直接从大脑记录数据，” Singer 说，“在闪烁治疗期间，我们以前从未获得过如此高质量的数据。”

正如研究人员所预期的那样，闪烁疗法调节了对刺激反应强烈的视觉和听觉脑区。但它也深入到了内侧颞叶和前额叶皮层，这两个脑区对记忆至关重要。在整个大脑中，在 Singer 之前尚未完全探索的区域，她发现 IEDs 正在减少。

“这对于闪烁疗法是否对阿尔茨海默病患者具有治疗意义具有重要影响，但一般来说，如果我们想针对主要感觉区域之外的其他区域，这也具有重要意义，”她说。

“所有这些都指向了闪烁疗法在许多不同情境下的潜在用途。未来，我们肯定会研究其他疾病和其他潜在影响。”

创立于1885年的佐治亚理工学院

参考文献

Source：Georgia Institute of Technology

Flicker stimulation shines in clinical trial for epilepsy

Reference：

Blanpain, L.T., Cole, E.R., Chen, E. et al. Multisensory flicker modulates widespread brain networks and reduces interictal epileptiform discharges. Nat Commun 15, 3156 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47263-y

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原文标题:闪光刺激治疗癫痫的临床试验