新的帕金森病生物标志物,可能就藏在脑电图里
圖片來(lái)源:Pixabay,來(lái)源 University of Oregon
俄勒岡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究分析比較了帕金森患者和健康人的未經(jīng)過(guò)濾的 β 腦波,發(fā)現(xiàn)了帕金森病標(biāo)志物的新線索。
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β 波是人的四種基本腦波之一。研究人員在分析頭皮腦電圖(scalp electroencephalograms)未經(jīng)過(guò)濾的原始數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn),β 腦波呈現(xiàn)的特定角度和尖銳程度可能與帕金森病有關(guān)。
該研究發(fā)表于網(wǎng)絡(luò)期刊《神經(jīng)在線》(eNeuro)。研究人員提出,非侵入性腦電圖的讀數(shù)可能提供了易于檢測(cè)的電生理生物標(biāo)記。這不僅將有助于帕金森病的診斷和精準(zhǔn)治療,而且可能同樣適用于其它的運(yùn)動(dòng)障礙病癥。
“通過(guò)這個(gè)安全且經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)測(cè)量和量化大腦活動(dòng),我們能夠區(qū)分出帕金森患者在用藥和不用藥時(shí)的差別,并可以同健康人進(jìn)行比較,”這項(xiàng)研究的首席研究員,俄勒岡大學(xué)(University of Oregon)人類生理學(xué)系的妮可·斯萬(wàn)(Nicole Swann)說(shuō)道。
目前,帕金森病的初次診斷需要患者完成一系列身體運(yùn)動(dòng)任務(wù),讓神經(jīng)科醫(yī)生進(jìn)行評(píng)估。但是,這種主觀診斷不可避免地存在誤診風(fēng)險(xiǎn)。
“我們目前還不知道這種新的診斷方法是否更好,但它可以提供容易獲得的大腦測(cè)量數(shù)據(jù),這可能對(duì)診斷有所幫助,還有可能與臨床觀察數(shù)據(jù)及其它的腦電圖讀數(shù)一起使用,”斯萬(wàn)說(shuō)。
斯萬(wàn)說(shuō),在此之前用腦電圖檢測(cè)帕金森病的研究方法與這一新方法有所不同,因?yàn)榇饲暗年P(guān)注重點(diǎn)一直被放在將大腦信號(hào)建模為正弦波的方法上,即對(duì) β 波進(jìn)行過(guò)濾,以調(diào)整波形,并顯示周期性振蕩的總體強(qiáng)度。然而,類似本研究提出的方法此前需要依靠手術(shù)植入大腦的電極,才能發(fā)現(xiàn) β 波的變化與帕金森病的關(guān)聯(lián)。
本次研究的數(shù)據(jù)來(lái)自加州大學(xué)圣地亞哥分校(University of California San Diego),包含過(guò)去收集的 15 名帕金森患者和 16 名健康的對(duì)照組參與者的頭皮腦電圖數(shù)據(jù),研究對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了新的分析。斯萬(wàn)把重點(diǎn)放在了原始的未經(jīng)過(guò)濾的 β 波上,尋找振動(dòng)中特殊的角度和完整的波形。論文的共同作者斯科特·科爾(Scott Cole)是加州大學(xué)圣地亞哥分校 2017 年的一名博士生,他注意到帕金森氏癥患者似乎有尖銳的腦電波,這表明他們有必要重新審視這些數(shù)據(jù)。
斯萬(wàn)說(shuō):“原始腦電波信號(hào)像正弦波一樣上下振動(dòng),但不對(duì)稱程度更高。波形的陡峭程度,也就是波形的斜率似乎對(duì)帕金森患者的病情診斷而言很重要。這在停止用藥的患者身上很容易發(fā)現(xiàn)。”
她說(shuō),當(dāng)波峰頂點(diǎn)比波谷(振蕩下凹部分的)頂點(diǎn)更尖銳時(shí),這表明患者可能已經(jīng)停止用藥。
斯萬(wàn)表示,她希望進(jìn)行一項(xiàng)大規(guī)模的隨訪研究,將頭皮腦電圖的測(cè)量結(jié)果與詳細(xì)的病史和患者每天測(cè)試時(shí)的自我感覺(jué)報(bào)告結(jié)合起來(lái)。最終,這種方法有望幫助我們檢測(cè)個(gè)體病情隨時(shí)間的變化。
本研究的共同作者布拉德利·沃泰克(Bradley Voytek)說(shuō),目前對(duì)帕金森病的治療方法包括手術(shù)永久植入電刺激器或藥物治療,這兩種方法的劑量都很難控制,往往導(dǎo)致令人沮喪的治療效果循環(huán)。沃泰克是加州大學(xué)圣地亞哥分校的神經(jīng)科學(xué)家,科爾獲得博士學(xué)位之后曾在他的實(shí)驗(yàn)室工作。
沃泰克說(shuō):“如果能夠?qū)崟r(shí)衡量治療能夠在多大程度上減輕帕金森病癥狀,那么治療劑量就可以實(shí)時(shí)調(diào)整。在使用侵入性腦刺激器的情況下,這可能意味著只在需要的時(shí)候使用電刺激。在使用藥物治療的情況下,這意味著調(diào)整藥物的劑量——就像持續(xù)監(jiān)測(cè)血糖的植入型血糖儀,它可以向泵發(fā)出信號(hào),根據(jù)需要調(diào)整胰島素水平。”
斯萬(wàn)說(shuō),理想情況下,如果這種方法提供的信息被證明可靠,那么帕金森患者就可以遠(yuǎn)程進(jìn)行腦電圖檢測(cè);他們只需戴著裝有電極的帽子,然后將結(jié)果發(fā)送給他們的神經(jīng)科醫(yī)生,就能快速便捷地調(diào)整治療。
但沃泰克指出,該設(shè)想面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是大腦活動(dòng)的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)往往是充滿噪聲的,這會(huì)影響獲取正確信號(hào)的能力。
他說(shuō):“我們現(xiàn)有的很多測(cè)量大腦活動(dòng)的工具都依賴強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,所以不容易應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。”
總結(jié)
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