2022-03-06 07:50

加州大学洛杉矶分校的科学家使用超声波“启动”昏迷病人的大脑

Martin Monti/UCLA

加州大学洛杉矶分校的研究人员首次使用一种新的、无创的超声波技术来“启动”昏迷患者的大脑,使其从最低意识状态恢复到完全意识状态。

据医学杂志报道,这名25岁的男子最近在一场车祸中遭受了创伤性脑损伤(TBI)。加州大学洛杉矶分校心理学和神经外科副教授、研究负责人马丁·蒙蒂说:“(脑外伤后)的第一个星期是用来维持病人的生命,并确保大脑不会遭受任何进一步的损伤。”

表现出恢复迹象的患者通常在受伤后两周内恢复。“这是一个有趣的时刻,因为他们(从昏迷中)苏醒过来,但还不清楚他们是否真正恢复了认知功能,”蒙蒂说。这是干预能发挥最大作用的时候。

他们的干预碰巧是时机的问题;Monti的同事Alexander Bystritsky是加州大学洛杉矶分校的精神病学和生物行为科学教授,他最近开创了一种名为低强度聚焦超声脉冲的技术,并与人联合创办了Brainsonix公司,该公司制造了用于试验的设备。传统的超声波“广泛地散射一束声音”,并反射出图像(例如当看到一个胎儿的图像时)。Brainsonix的设备,大约有一个咖啡杯碟大小,以声波的形式产生一个小的、聚焦的能量“球体”。它可以瞄准大脑的一小块区域,而且不会反射出任何图像。蒙蒂希望这种有针对性的方法可以帮助昏迷患者更快地恢复。

“我们只是用它来给大脑注入能量,”蒙蒂说。具体来说,他将这种能量发送到大脑深处的丘脑区域。Monti说,丘脑由一对微小的蛋形结构组成,就像一个广播站。“所有从世界到大脑的信息都要经过丘脑,”蒙蒂说,他把丘脑称为“所有信息的中心枢纽”。大脑皮层和丘脑“在某种程度上相互交流,这是非常神秘的。但我们知道它与复杂的行为有关——那些你只有在有意识的情况下才能做的事情。”

在治疗期间,他们的病人表现出了最低限度的意识。他可以用眼睛追踪运动,偶尔也会尝试去拿东西,但仅此而已。“不要以为他像你我一样有意识,”蒙蒂说。研究人员将该设备放在他的头部旁边,在10分钟的时间内,每次30秒,共激活10次。

治疗结束后的第二天,病人不仅要追踪和伸手去拿东西,Monti说,“他要用勺子”,他能识别物体并区分它们。“他还开始用语言表达,对事物的反应是眨眼睛。”

治疗三天后,病人表现出他完全理解别人对他说的话,“他也清楚地知道他周围发生了什么,”蒙蒂说。他以摇头或点头回答问题。他甚至按医生的要求与他碰拳。

治疗5天后,病人的父亲报告说,他正在尝试走路,在6个月的评估中,他已经能走路和说话了。“他自己说,他感觉自己已经恢复了80%,”蒙蒂说。

尽管这项实验很有希望,但仍存在一个大问题。“也许我们只是在病人即将从昏迷中苏醒的那一天偶然地刺激了他,”蒙蒂说。“也许我们的刺激没有起到任何作用。如果我们给他唱歌,完全有可能会发生同样的事情。”需要反复试验,以确定超声波是否真的是使这名男子迅速康复的原因。

此外,蒙蒂还不清楚这种治疗是否能帮助那些真正处于植物人状态的人,因为昏迷患者往往“在开始时恢复,然后随着时间的推移稳定下来,”他说。对于这位病人,蒙蒂明确表示:“我们没有把他从无意识状态切换到有意识状态。”病人已经有最低限度的意识了。

蒙蒂和他的团队计划今年秋天在罗纳德·里根加州大学洛杉矶分校医学中心与加州大学洛杉矶分校脑损伤研究中心合作,在几名病人身上测试这项技术。如果在未来的试验中,超声波技术能够真正唤醒昏迷的病人,“那么我们就会知道那真的是我们,”他说。

尽管有这些警告,蒙蒂还是让自己梦想未来的治疗方法来自于这项技术,为创伤性脑损伤开辟了一个全新的治疗领域。目前,许多脑部问题都需要侵入性手术,比如深部脑刺激。蒙蒂认为这种形式的超声波可能是迈向替代方法的第一步。“想象一下,你可以把这个小头盔戴在任何昏迷的病人头上,轻轻按一下他们的声音,而不需要做任何手术。这将是惊人的。”