今天在全球大約有10萬(wàn)人攜帶腦部植入的神經(jīng)電子,但是你們有沒(méi)有想過(guò)這些設(shè)備除了治療疾病還能做什么?
一個(gè)護(hù)士和一個(gè)病人
這是2007年的一個(gè)深夜,紐約曼哈頓地區(qū)的一家醫(yī)院里,護(hù)士Rebecca Serdans正在值班。但她慢慢察覺(jué)到有什么不對(duì)勁了——她感到腦后一股越來(lái)越強(qiáng)烈的灼熱感。
Rebecca長(zhǎng)期患有一種叫做肌張力障礙的神經(jīng)疾病,病發(fā)時(shí)常常能讓她感到虛弱的肌肉疼痛以及行動(dòng)障礙。而她大腦深部植入的刺激設(shè)備(deep brain stimulation)能幫她抑制病發(fā)。就像針對(duì)大腦的起搏器一樣,植入設(shè)備向蒼白球(位于大腦兩側(cè)半球深部的基底核的重要組成部分)輸出規(guī)律的電脈沖,讓她能夠自由活動(dòng)并且免于痛楚。
不過(guò)現(xiàn)在,在手術(shù)過(guò)去的許多年后,她感到植入設(shè)備開(kāi)始時(shí)不時(shí)地失效了。
在當(dāng)年剛接受完手術(shù)不久她就拿到了一本關(guān)于防止設(shè)備干擾的手冊(cè),比如要避免強(qiáng)磁場(chǎng)和微波爐這樣的場(chǎng)所,甚至有的病人需要避開(kāi)電動(dòng)汽車上的電池。
但是這附近沒(méi)有轉(zhuǎn)著的微波爐,沒(méi)有汽車;她感到隨著疼痛越來(lái)越強(qiáng)烈,她的肌肉開(kāi)始麻木了。
她并不知道,就在她站著的地方隔著一堵墻就是加護(hù)病房——那里擺放著的核磁共振機(jī)產(chǎn)生的磁場(chǎng)足以在10米外讓她的植入設(shè)備失效。
在忍著疼痛結(jié)束了夜班之后,醫(yī)生幫助她重置了設(shè)備——那些癥狀也慢慢消失了。她回到工作,醫(yī)生囑咐她要避開(kāi)加護(hù)病房中的設(shè)備。但在這之后的兩個(gè)月內(nèi),她的起搏器罷工了3次。第4次失效時(shí),她踉蹌地回到家中,眼前一黑昏倒過(guò)去。
在度過(guò)了將近20年的護(hù)士生涯之后,醫(yī)院這個(gè)地方已經(jīng)反過(guò)來(lái)威脅到她的生命。這里分布了太多的磁場(chǎng)和干擾設(shè)備,她的上司并不明白核磁共振機(jī)怎么了,為什么他手下的護(hù)士突然不能在加護(hù)病房工作了。
植入設(shè)備和大腦的運(yùn)作
當(dāng)下,大約有10萬(wàn)人需要攜帶類似Rebecca的腦部植入設(shè)備;其中絕大多數(shù)是用于帕金森癥的治療。設(shè)備本身由一些植入皮下的線路和電池相連;通過(guò)向腦部控制運(yùn)動(dòng)的中樞輸送脈沖,醫(yī)生們能夠抑制帕金森患者的顫抖。其他的運(yùn)動(dòng)障礙比如Rebecca的癥狀,也是類似的治療方式。
人類的大腦是如此地復(fù)雜以至于最初外科醫(yī)生們只能通過(guò)對(duì)不同部位的脈沖刺激試驗(yàn)來(lái)區(qū)分不同的功能中樞——比如刺激這里會(huì)讓你的左側(cè)肢體癱瘓,而另一處則會(huì)導(dǎo)致失語(yǔ)癥。通過(guò)這樣的方式外科醫(yī)生們也在逐漸繪制成大腦工作的導(dǎo)航地圖。
Dr. Kaplitt是當(dāng)年為Rebecca進(jìn)行手術(shù)的外科醫(yī)生。他將大腦的工作比成一系列的協(xié)作電路。類似肌張力障礙這樣的疾病就像是其中的某個(gè)電路模塊失靈了,而當(dāng)你植入腦部刺激設(shè)備時(shí)它“屏蔽了大腦對(duì)應(yīng)模塊之間的異常信息,或者說(shuō)糾正了異常信息”。
但Kaplitt同時(shí)也表示這些都是理論上的假設(shè):“腦部刺激的機(jī)制目前仍有非常多的不明之處,富有爭(zhēng)議。”
這些不解之謎并沒(méi)有放慢這方面研究進(jìn)展的腳步?,F(xiàn)在腦部刺激植入的相關(guān)專利已經(jīng)能夠提升記憶,治愈結(jié)巴以及喚起性高潮。試驗(yàn)性的研究已經(jīng)采用這樣的設(shè)備來(lái)治療阿茲海默(老年癡呆)以及毒癮。目前我們針對(duì)大腦這些區(qū)域的植入設(shè)備在技術(shù)上遠(yuǎn)不及運(yùn)動(dòng)障礙領(lǐng)域,但我們有理由相信這其中有類似的規(guī)律。