引用本文: 遇濤, 任連坤, 王玉平. 高頻刺激人類丘腦前核去同步化癲癇網絡的研究. 癲癇雜志, 2018, 4(5): 467-468. doi: 復制
背景 癲癇是神經系統最常見的疾病之一,患病率約為 0.7%~1%。盡管越來越多的抗癲癇藥物(AEDs)上市,仍有約 30% 的患者對多種藥物耐藥。長期反復的癲癇發作,嚴重危害了患者的軀體和心理健康,同時也給家庭和社會帶來嚴重的影響。針對藥物難治性癲癇,特別是對最常見的難治性局灶性癲癇,在目前多種手段定位癲癇灶的情況下,癲癇灶切除手術是有力的治療手段。在不斷追求精準定位癲癇源,提高手術治療效果的同時,臨床醫生不得不面對的現實是,仍有一部分藥物難治性癲癇患者,基于現有技術條件無法準確找到癲癇灶,或存在多灶性起源以及癲癇灶位于重要功能區等情況,并不適合目前的切除性手術。因此,針對不適合切除手術的藥物難治性癲癇患者,如何發展有效的新的治療方案,改善目前的治療困境,是國際癲癇學界面臨的挑戰,也是臨床醫生在工作中長期思考的問題。近年來,神經調控治療為控制難治性癲癇提供了新的手段。其中,國際多中心臨床治療研究顯示丘腦前核高頻電刺激是治療藥物難治性癲癇的臨床新方法,具有顯著的療效。但丘腦前核高頻電刺激仍需進一步解決的問題在于,如何選擇合適的患者從中受益。解決這一問題的關鍵,是對丘腦前核高頻電刺激的作用機制進行更加深入的研究。
方法 納入接受腦深部電極植入進行手術評估的耐藥性癲癇患者 9 例,患者均有電極植入于丘腦前核。術后連續腦電圖記錄 7~10 d,以確保捕獲至少 3 次癲癇發作,以此定位癲癇發作起源。最后證實發作起源分別位于海馬(6 例)、額葉外側(2 例)以及顳葉后部皮層(1 例)。在手術后 5 d 進行間歇性高頻刺激丘腦前部(130 Hz),并且使用立體腦電圖(SEEG)同時記錄癲癇發作區域同側區域的局部場電位(神經元活動),更好地了解神經元活動的變化和大腦中的同步性。并進一步采用 5~130 Hz 逐漸遞增頻率(頻率間隔為 5Hz)進行刺激,以評估頻率對癲癇發作部位腦活動的影響。該研究還通過刺激丘腦和測量海馬反應(或反向刺激和記錄)來測試“皮質-皮質誘發電位”,以了解這兩個大腦區域如何相互響應電刺激的有效聯結。
結果 9 例患者中,對于海馬起源的癲癇發作患者,丘腦前核的高頻刺激導致癲癇源區海馬中的神經元活動立即減弱并去同步化。當刺激開啟時,這種效果持續,一旦關閉刺激,神經元活動就恢復到基線水平。這種效應對于丘腦的前核是相對特異性的(即對于丘腦其他核團的刺激缺乏類似的效果),并且這種效應在起源于海馬的癲癇發作的患者中最明顯,而在觀察到其他 3 例(額葉皮層或顳葉新皮層)的患者中這種變化不顯著。在丘腦前核的高頻刺激期間,海馬中的癲癇發作相關棘波活動(發作間期棘波)和高頻振蕩減少,但在刺激其他丘腦核團時反應不明顯;在其他癲癇發作起源區這種表現也不顯著。同時,研究也顯示,高頻刺激丘腦核團時導致了大尺度的皮質網絡聯結程度降低。丘腦前核的低頻刺激導致海馬中神經元活動的同步性增加,而高于 45 Hz 的頻率刺激導致顯著的去同步化現象,顯示頻率依賴的刺激效果。該研究進一步檢測了丘腦和海馬之間的皮質-皮質誘發電位,從電生理的角度證明這些區域存在直接交互性聯結。因此,綜合以上觀察顯示高頻電刺激丘腦前核導致了癲癇網絡的去同步化,很可能是丘腦前核高頻電刺激減少癲癇發作和擴散的機制。此外,該研究數據表明高頻電刺激丘腦前核與顳葉癲癇、Papaz 環路或邊緣系統起源的癲癇存在位置相關特異性。
結論 丘腦前核的深部刺激導致與之相互連接的海馬區域異常神經元活動減少并去同步化。這是首次闡明丘腦前核深部刺激控制癲癇發作機制的研究,這些發現提高了我們對丘腦前核深部電刺激治療海馬起源的癲癇的理解,并表明丘腦前核深部刺激可能是這些患者有希望的治療方法。本研究對于丘腦前核深部電刺激的臨床應用具有重要指導作用,包括更精準地選擇刺激靶點和適宜的目標人群,也必將使更多的癲癇患者從中受益。
摘譯自:Yu T, Wang X, Li Y, et al. High-frequency stimulation of anterior nucleus of thalamus desynchronizes epileptic network in humans. Brain, 2018, doi:10.1093/brain/awy187.
背景 癲癇是神經系統最常見的疾病之一,患病率約為 0.7%~1%。盡管越來越多的抗癲癇藥物(AEDs)上市,仍有約 30% 的患者對多種藥物耐藥。長期反復的癲癇發作,嚴重危害了患者的軀體和心理健康,同時也給家庭和社會帶來嚴重的影響。針對藥物難治性癲癇,特別是對最常見的難治性局灶性癲癇,在目前多種手段定位癲癇灶的情況下,癲癇灶切除手術是有力的治療手段。在不斷追求精準定位癲癇源,提高手術治療效果的同時,臨床醫生不得不面對的現實是,仍有一部分藥物難治性癲癇患者,基于現有技術條件無法準確找到癲癇灶,或存在多灶性起源以及癲癇灶位于重要功能區等情況,并不適合目前的切除性手術。因此,針對不適合切除手術的藥物難治性癲癇患者,如何發展有效的新的治療方案,改善目前的治療困境,是國際癲癇學界面臨的挑戰,也是臨床醫生在工作中長期思考的問題。近年來,神經調控治療為控制難治性癲癇提供了新的手段。其中,國際多中心臨床治療研究顯示丘腦前核高頻電刺激是治療藥物難治性癲癇的臨床新方法,具有顯著的療效。但丘腦前核高頻電刺激仍需進一步解決的問題在于,如何選擇合適的患者從中受益。解決這一問題的關鍵,是對丘腦前核高頻電刺激的作用機制進行更加深入的研究。
方法 納入接受腦深部電極植入進行手術評估的耐藥性癲癇患者 9 例,患者均有電極植入于丘腦前核。術后連續腦電圖記錄 7~10 d,以確保捕獲至少 3 次癲癇發作,以此定位癲癇發作起源。最后證實發作起源分別位于海馬(6 例)、額葉外側(2 例)以及顳葉后部皮層(1 例)。在手術后 5 d 進行間歇性高頻刺激丘腦前部(130 Hz),并且使用立體腦電圖(SEEG)同時記錄癲癇發作區域同側區域的局部場電位(神經元活動),更好地了解神經元活動的變化和大腦中的同步性。并進一步采用 5~130 Hz 逐漸遞增頻率(頻率間隔為 5Hz)進行刺激,以評估頻率對癲癇發作部位腦活動的影響。該研究還通過刺激丘腦和測量海馬反應(或反向刺激和記錄)來測試“皮質-皮質誘發電位”,以了解這兩個大腦區域如何相互響應電刺激的有效聯結。
結果 9 例患者中,對于海馬起源的癲癇發作患者,丘腦前核的高頻刺激導致癲癇源區海馬中的神經元活動立即減弱并去同步化。當刺激開啟時,這種效果持續,一旦關閉刺激,神經元活動就恢復到基線水平。這種效應對于丘腦的前核是相對特異性的(即對于丘腦其他核團的刺激缺乏類似的效果),并且這種效應在起源于海馬的癲癇發作的患者中最明顯,而在觀察到其他 3 例(額葉皮層或顳葉新皮層)的患者中這種變化不顯著。在丘腦前核的高頻刺激期間,海馬中的癲癇發作相關棘波活動(發作間期棘波)和高頻振蕩減少,但在刺激其他丘腦核團時反應不明顯;在其他癲癇發作起源區這種表現也不顯著。同時,研究也顯示,高頻刺激丘腦核團時導致了大尺度的皮質網絡聯結程度降低。丘腦前核的低頻刺激導致海馬中神經元活動的同步性增加,而高于 45 Hz 的頻率刺激導致顯著的去同步化現象,顯示頻率依賴的刺激效果。該研究進一步檢測了丘腦和海馬之間的皮質-皮質誘發電位,從電生理的角度證明這些區域存在直接交互性聯結。因此,綜合以上觀察顯示高頻電刺激丘腦前核導致了癲癇網絡的去同步化,很可能是丘腦前核高頻電刺激減少癲癇發作和擴散的機制。此外,該研究數據表明高頻電刺激丘腦前核與顳葉癲癇、Papaz 環路或邊緣系統起源的癲癇存在位置相關特異性。
結論 丘腦前核的深部刺激導致與之相互連接的海馬區域異常神經元活動減少并去同步化。這是首次闡明丘腦前核深部刺激控制癲癇發作機制的研究,這些發現提高了我們對丘腦前核深部電刺激治療海馬起源的癲癇的理解,并表明丘腦前核深部刺激可能是這些患者有希望的治療方法。本研究對于丘腦前核深部電刺激的臨床應用具有重要指導作用,包括更精準地選擇刺激靶點和適宜的目標人群,也必將使更多的癲癇患者從中受益。
摘譯自:Yu T, Wang X, Li Y, et al. High-frequency stimulation of anterior nucleus of thalamus desynchronizes epileptic network in humans. Brain, 2018, doi:10.1093/brain/awy187.