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三分钟科普 巴金森氏病和脑深部电刺激
精选
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“黑质”
巴金森病是由于中枢神经系统中多巴胺细胞的退行性病变造成的。在大脑的深部有一左一右两个象扁豆那样大的长条细胞团，在大脑标本中，它们的颜色比周围组织暗一些，拉丁文就把它们叫做“黑质”(substantia niagra). 这两团细胞就是大脑中多巴胺神经细胞的主要聚集地，细胞里含有的多巴胺使它们呈现黑色。多巴胺在脑子里有很多功能，比如引起满足，欣快的感觉。同时多巴胺也在控制运动方面有很大作用，主要是协调和“刹车”的作用。当黑质中的多巴胺细胞大量损伤，造成脑子里多巴胺严重不足的时候，运动方面的症状就突显出来， 临床上把这些运动方面的症状统称“巴金森症候群”。患者的症状主要有震颤，动作缓慢，肌肉僵化，言语困难和难以保持姿势等。
直接和间接通路
造成这些症状的原因还不清楚。我们任何一个自主运动，如举手投足，看似简单却都需要很多块肌肉的复杂的协调，一般认为如果协调出错，各块肌肉的收缩舒张互相抵触，就会产生震颤，僵硬等巴金森症候。
在产生自主运动时，大脑运动皮层和皮层下几个神经结构的互动有‘直接’和‘间接’两条环路。直接通路由运动皮层对皮层下一个叫“纹状体”的神经核团产生兴奋，纹状体的活动会抑制“黑质网状部”和另一个叫“内苍白球”的神经核的活动。黑质网状部和内苍白球的活动减少会使丘脑活动增加，丘脑又会返回来兴奋运动 皮层，运动皮层的活动增加再通过“皮层－脊髓侧通路”兴奋脊髓中的运动神经细胞并通过后者支配相应肌肉的收缩或舒张产生运动。
所谓间接通路始于纹 状体对另一个神经核团“外苍白球”的抑制。外苍白球活动减少会对丘脑下神经核的抑制。这样两重抑制负负得正，纹状体的抑制最终使得丘脑下神经核的活动增 加。丘脑下神经核的活动再去抑制黑质网状部和内苍白球的活动，使得丘脑和皮层活动减少并最终减少运动。
对不起，这两条通路我说得很乱，但运动的产生就是那么复杂，实际上说时迟那时快，皮层的运动指令实际上只要用几十毫秒的时间就能通过这些复杂的路线产生运动。人类毕竟是在和狮子周旋中进化的，三十六计走为上，自主运动慢几毫秒就可能有生死之别。
现在一般认为巴金森症状的产生是由于直接和间接通路之间的平衡紊乱造成的。这两条通路的平衡是由“黑质致密部”产生的多巴胺对纹状体的抑制来实现的。黑质多巴胺神经细胞的减少使这种抑制不足，就出现了运动症状。
那么巴金森病怎么治呢？一种方法是为脑内生产多巴胺提供原料。口服药品“卡比多巴”和 “左旋多巴”就是这种原理。
脑深部刺激
美国食品药物管理局FDA在1997-2003年之间批准了一种新的巴金森症状群治疗方法，脑深部电刺激。这种方法的原理是利用电刺激来改变直接通 路和间接通路之间的平衡达到治疗目的。前面讲过，当黑质致密部分泌的多巴胺减少时，对纹状体的抑制就会减少，导致纹状体对丘脑下神经核的抑制减少。这时如 果对丘脑下神经核进行电刺激，使其活动减少，就相当于帮了多巴胺抑制的忙。对另一些病人，刺激直接通路上的苍白球内核也有效果。刺激地点对于不同病人要个 案处理。因此手术中调整电极位置的过程是在病人清醒的状态下完成的。手术前先让病人带上一个金属头架（立体定位仪），再用影像方法找到丘脑下神经核等有关 结构与立体定位仪的相对位置，这样手术中就可以根据颅外立体定位仪的坐标定准脑内神经核的位置，再用一根细细的针把电极送到位。电极用细电线连到胸部皮下 的小盒子里，再由电视遥控器那样的体外控制盒调整刺激强度。脑深部电刺激虽然只是控制症状的办法，但效果有时非常惊人。研究神经线路的科学家经常在大会报 告上放一些影片来炫耀这项由基础研究带出来的医疗应用。最近我在欧洲一个会上看到一位资深科学家的影片，是个30岁左右的年青人，开着刺激器可以跑铁人三 项，但只要把刺激器一关就抖做一团，连用杯子喝水都不行。
脑深部电刺激方法有几十年的研究历史，大脑皮层下深部的许多结构支配动物的本能，因此一刺激效果惊人。比如一刺激“杏仁核”就会使暴怒的公牛安静下来；一刺激丘脑下区域就会使老鼠乐不思蜀，宁可不吃饭也要电刺激。2007年自然杂志报导了一个临床实例，刺激脑子深部的“丘脑网状结构”竟然唤醒了一个 昏迷六年的植物人，使其能说简单的单词并能去掉胃管自主进食。一步接一步，脑深部电刺激方法已经逐步在顽固的强迫症，严重沮丧等治疗方面进行实用性研究。
脑深部电刺激的长期效果还有待验证，病人能否在术后几十年还有疗效还不清楚。有研究说电极尖端会很快被胶质细胞包围，使刺激失效。近年迅速发展的另 一种方法是用遗传学方法把光敏分子导入到相关神经细胞上，这样用光来代替电刺激，使电极有效寿命大大延长。这种方法已经在动物上成功，顶级杂志上文章一篇 接一篇。但要发展成在人身上用的医疗方法可能还需一二十年。
传统上认为巴金森氏病只在老人身上发生，但近年有年青化的趋势，一般在50岁后出现。得巴金森病的名人有拳王阿理（1984年，42岁发病）和好莱坞影星麦克福克斯（1991年30岁发病）。
（本文只提供科普知识，本人不是医生也不是巴金森研究专家，文中观点仅供参考）
https://wap.sciencenet.cn/blog-91685-487685.html
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巴金森病是由于中枢神经系统中多巴胺细胞的退行性病变造成的。在大脑的深部有一左一右两个象扁豆那样大的长条细胞团，在大脑标本中，它们的颜色比周围组织暗一些，拉丁文就把它们叫做“黑质”(substantia niagra). 这两团细胞就是大脑中多巴胺神经细胞的主要聚集地，细胞里含有的多巴胺使它们呈现黑色。多巴胺在脑子里有很多功能，比如引起满足，欣快的感觉。同时多巴胺也在控制运动方面有很大作用，主要是协调和“刹车”的作用。当黑质中的多巴胺细胞大量损伤，造成脑子里多巴胺严重不足的时候，运动方面的症状就突显出来， 临床上把这些运动方面的症状统称“巴金森症候群”。患者的症状主要有震颤，动作缓慢，肌肉僵化，言语困难和难以保持姿势等。
直接和间接通路
造成这些症状的原因还不清楚。我们任何一个自主运动，如举手投足，看似简单却都需要很多块肌肉的复杂的协调，一般认为如果协调出错，各块肌肉的收缩舒张互相抵触，就会产生震颤，僵硬等巴金森症候。
在产生自主运动时，大脑运动皮层和皮层下几个神经结构的互动有‘直接’和‘间接’两条环路。直接通路由运动皮层对皮层下一个叫“纹状体”的神经核团产生兴奋，纹状体的活动会抑制“黑质网状部”和另一个叫“内苍白球”的神经核的活动。黑质网状部和内苍白球的活动减少会使丘脑活动增加，丘脑又会返回来兴奋运动 皮层，运动皮层的活动增加再通过“皮层－脊髓侧通路”兴奋脊髓中的运动神经细胞并通过后者支配相应肌肉的收缩或舒张产生运动。
所谓间接通路始于纹 状体对另一个神经核团“外苍白球”的抑制。外苍白球活动减少会对丘脑下神经核的抑制。这样两重抑制负负得正，纹状体的抑制最终使得丘脑下神经核的活动增 加。丘脑下神经核的活动再去抑制黑质网状部和内苍白球的活动，使得丘脑和皮层活动减少并最终减少运动。
对不起，这两条通路我说得很乱，但运动的产生就是那么复杂，实际上说时迟那时快，皮层的运动指令实际上只要用几十毫秒的时间就能通过这些复杂的路线产生运动。人类毕竟是在和狮子周旋中进化的，三十六计走为上，自主运动慢几毫秒就可能有生死之别。
现在一般认为巴金森症状的产生是由于直接和间接通路之间的平衡紊乱造成的。这两条通路的平衡是由“黑质致密部”产生的多巴胺对纹状体的抑制来实现的。黑质多巴胺神经细胞的减少使这种抑制不足，就出现了运动症状。
那么巴金森病怎么治呢？一种方法是为脑内生产多巴胺提供原料。口服药品“卡比多巴”和 “左旋多巴”就是这种原理。
脑深部刺激
美国食品药物管理局FDA在1997-2003年之间批准了一种新的巴金森症状群治疗方法，脑深部电刺激。这种方法的原理是利用电刺激来改变直接通 路和间接通路之间的平衡达到治疗目的。前面讲过，当黑质致密部分泌的多巴胺减少时，对纹状体的抑制就会减少，导致纹状体对丘脑下神经核的抑制减少。这时如 果对丘脑下神经核进行电刺激，使其活动减少，就相当于帮了多巴胺抑制的忙。对另一些病人，刺激直接通路上的苍白球内核也有效果。刺激地点对于不同病人要个 案处理。因此手术中调整电极位置的过程是在病人清醒的状态下完成的。手术前先让病人带上一个金属头架（立体定位仪），再用影像方法找到丘脑下神经核等有关 结构与立体定位仪的相对位置，这样手术中就可以根据颅外立体定位仪的坐标定准脑内神经核的位置，再用一根细细的针把电极送到位。电极用细电线连到胸部皮下 的小盒子里，再由电视遥控器那样的体外控制盒调整刺激强度。脑深部电刺激虽然只是控制症状的办法，但效果有时非常惊人。研究神经线路的科学家经常在大会报 告上放一些影片来炫耀这项由基础研究带出来的医疗应用。最近我在欧洲一个会上看到一位资深科学家的影片，是个30岁左右的年青人，开着刺激器可以跑铁人三 项，但只要把刺激器一关就抖做一团，连用杯子喝水都不行。
脑深部电刺激方法有几十年的研究历史，大脑皮层下深部的许多结构支配动物的本能，因此一刺激效果惊人。比如一刺激“杏仁核”就会使暴怒的公牛安静下来；一刺激丘脑下区域就会使老鼠乐不思蜀，宁可不吃饭也要电刺激。2007年自然杂志报导了一个临床实例，刺激脑子深部的“丘脑网状结构”竟然唤醒了一个 昏迷六年的植物人，使其能说简单的单词并能去掉胃管自主进食。一步接一步，脑深部电刺激方法已经逐步在顽固的强迫症，严重沮丧等治疗方面进行实用性研究。
脑深部电刺激的长期效果还有待验证，病人能否在术后几十年还有疗效还不清楚。有研究说电极尖端会很快被胶质细胞包围，使刺激失效。近年迅速发展的另 一种方法是用遗传学方法把光敏分子导入到相关神经细胞上，这样用光来代替电刺激，使电极有效寿命大大延长。这种方法已经在动物上成功，顶级杂志上文章一篇 接一篇。但要发展成在人身上用的医疗方法可能还需一二十年。
传统上认为巴金森氏病只在老人身上发生，但近年有年青化的趋势，一般在50岁后出现。得巴金森病的名人有拳王阿理（1984年，42岁发病）和好莱坞影星麦克福克斯（1991年30岁发病）。
（本文只提供科普知识，本人不是医生也不是巴金森研究专家，文中观点仅供参考）
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