划分迷走神经有助于中风患者恢复运动

  • 发表2021年5月5日
  • 作者查理木
  • BrainFacts / SfN
身体治疗的老太太
Istock.com/slavica

人的大脑是贪婪的。每分钟,它从葡萄酒瓶的血液中排出氧气。当血管的任何复杂的血管曲线延伸时,血管的口渴被阻塞或破裂时,附近的神经组织令人窒息 - 通常称为行程。笔画经常摧毁将思想转变为行动的机器,让人们无法走路,按钮衬衫,或拿起咖啡杯。

运动恢复的基本方法很简单:练习。在理疗师的指导下,患者一遍又一遍地重复简单的动作,比如抓球或转动手柄。这些重复重建和加强了大脑中的联系运动皮层,帮助从业者变得更加熟练。加芙Cantarero是,在Johns Hopkins Medicine and Computer Game Rodon Trail的粉丝的神经科学家,将该过程描述为定居者的货车通过重复使用来平滑新的道路。

“这是一个岩石的前几次,”她说。“然后,当你加强神经途径时,凹槽变得更容易。途径变得更容易激活。“

现在,神经科学家想要进一步推动这种恢复——可以这么说,通过用电刺激主要神经来“加重重量”。大多数中风患者在康复过程中会达到一个平台期,通常比原来的康复能力下降30%左右。结合物理疗法,一种被称为迷走神经刺激的技术可以帮助他们恢复更多的运动。

建立新的路径

迷走神经并不是运动恢复的明显目标。神经纤维束从大脑延伸到腹部,控制着心率、呼吸和消化等重要功能。迷走神经刺激(简称VNS)能够帮助大脑重组的最初迹象来自于研究老鼠2011年。大鼠患有耳朵或耳鸣的戒指,可防止它们免于听力的特定频率的音调。当研究人员发挥这些色调来发出爆炸爆炸即将到来,老鼠没有反应。但是,通过将可听的音调与温和的隆起搭配给迷走神经,研究人员将动物的大脑哄骗以适应振铃。他们开始接受警告音。

研究人员,由迈克尔基尔戈纳兴奋地兴奋地发现了一种鼓励神经灵活性的方法。“当我们看到它是大鼠的治疗性时,我们说,”好吧,我们可以接下来试试什么?“”德克萨斯大学的神经科学家Kilgard说了什么。

十年后,基尔加德正在探索迷走神经刺激治疗中风的方法。他和他的合作者已经发明了一种装置,当病人训练中风受损的手臂时,它可以轻微地打击迷走神经。该设备大约有智能手机的一半大小,可以通过手术植入锁骨下。这迷走神经帮助大脑跟踪您的呼吸和心率,因此意外的电信号使其成为振作起来。“我们预测,刺激的短暂爆发可以通过提高可塑性来改善中风的恢复,”基尔加德说。

当你试图重新安排运动时,可塑性好。在VNS期间,大脑释放出乙酰胆碱和去甲肾上腺素,已知两种化学信使增强新的连接。当器件刺激神经时,就像患者扭转旋钮或抬起重量时,电机皮质可以更好地锻造并加强那些运动的途径。

平滑的方式

迷走神经刺激不是灵丹妙药。它只与高强度的物理治疗相结合,即使这样,康复也远未完成。但对于许多患者来说,神经刺激似乎比单纯的物理治疗更能帮助他们恢复运动。

近年来,小规模的试点研究显示了令人鼓舞的结果。在2016年的一项试验中,20名患者在66分的运动恢复量表上单独接受物理治疗,改善了约3分。那些在治疗过程中也接受迷走神经刺激的患者的病情改善程度是前者的两到三倍。一个17例患者试验2018年也出现了类似的结果。

杰西·道森是,格拉斯哥大学中风医学教授和Kilgard的合作者,最近监督治疗的三个试验。在其中,超过三年历史上脑卒中的100多名患者随机分配给VNS或安慰剂刺激。六周后的临床治疗和三个月的家庭练习,几乎一半的VNS患者显示有临床意义的改善迹象,与安慰剂患者的四分之一相比。与没有注射迷走神经刺激的人相比,注射迷走神经刺激的人的手和手臂功能提高了2到3倍。

研究人员希望该设备能在今年夏天获得FDA的批准,并希望该疗法的成功将促进对替代“马车重量”的进一步研究,以使大脑更具可塑性。

“我们只需要一个,”道森说。“这将是推动事情向前发展的真正关键时刻。”

提供的内容

BrainFacts / SfN

Dawson, J., Liu, C. Y., Francisco, G. E., Cramer, S. C., Wolf, S. L., Dixit, A., Alexander, J., Ali, R., Brown, B. L., Feng, W., DeMark, L., Hochberg, L. R., Kautz, S. A., Majid, A., O’Dell, M. W., Pierce, D., Prudente, C. N., Redgrave, J., Turner, D. L., … Kimberley, T. J. (2021). Vagus nerve stimulation paired with rehabilitation for upper limb motor function after ischaemic stroke (VNS-REHAB): A randomised, blinded, pivotal, device trial. The Lancet, 397(10284), 1545–1553.https://doi.org/10.1016/s0140 - 6736 (21) 00475 - x

道森,J., Pierce, D., Dixit, A., Teresa J., K., Robertson, M., Tarver, B., Omar Hilmi, John McLean, Kirsten Forbes, Michael P. Kilgard, Robert L. Rennaker, Steven C. Cramer, Matthew Walters, & Navzer Engineer。(2016).缺血性卒中后迷走神经刺激配合上肢康复的安全性、可行性和有效性。中风,47(1),143 - 150。https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.115.010477

工程师,n.d, Kimberley, T. J., Prudente, C. N., Dawson, J., Tarver, W. B., & Hays, S. A.(2019)。针对迷走神经刺激治疗中风后的康复。神经科学前沿,13280。https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00280

工程师,N. D.,Riley,J. R.,Seale,J.D。,Vraina,W. A.,Shetake,J.A.,Sudanagunta,S.P.,Borland,M. S.,&Kilgard,M.P.(2011)。(2011)。(2011)。使用靶向可塑性逆转病理神经活动。自然,470(7332),101-104。https://doi.org/10.1038/nature09656

Kimberley Teresa J.,Pierce David,PrudenteCecíliaN.,Francisco Gerard E.,Yozbatiran Nuray,Smith Patricia,Tarver Brent,工程师Navzer D.,Alexander Dickie David,Kline Danielle K.,Wigginton Jane G.,Cramer Steven C.和道森杰塞尔。(2018)。vagus神经刺激在慢性中风后伴有上肢康复。中风,49(11),2789-2792。https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.118.022279