《自然-神经科学》:清华大学团队揭示DBS修复帕金森病脑网络机制,迈向个性化精准治疗-肽度TIMEDOO

帕金森病(PD)是一种严重的神经退行性疾病,常表现为静止性震颤、身体僵直及运动平衡障碍,且症状随时间推移不断恶化。尽管目前尚无根治手段,但脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)已被证明是缓解症状的高效疗法。然而,这种被誉为“电子药物”的侵入性手术究竟如何重塑大脑网络,其神经机制长期以来仍如“黑匣子”般模糊。

近日,发表在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)上的一项研究打破了这一局面。清华大学、昌平实验室及多家机构的联合研究团队,通过长达一年的高精度影像追踪,揭示了 DBS 如何差异化调节大脑回路,为帕金森病的个体化精准治疗提供了关键证据。

《自然-神经科学》:清华大学团队揭示DBS修复帕金森病脑网络机制,迈向个性化精准治疗-肽度TIMEDOO

技术突破:攻克兼容DBS的高精度多模态影像

DBS 手术涉及在患者颅骨植入电极,并通过胸部皮下的电池组发放连续的微弱电冲动。由于金属电极与强磁场存在物理冲突,传统的磁共振成像(MRI)在 DBS 患者身上极难开展,数据获取极其困难。

研究团队克服了技术壁垒,招募了 14 名已植入 DBS 的 PD 患者。该研究的数据密度在同类研究中极为罕见:

  • 多模态影像整合: 采用了兼容 DBS 的 3-T 磁共振成像技术,结合了功能磁共振(fMRI)、结构 MRI 以及弥散加权成像(DWI)。

  • 超长时程采样: 在为期一年的 5 个时间点中,每位患者累计接受了 11.7 小时的功能成像(覆盖 7 种不同的刺激条件),确保了数据的可靠性。

  • 基准对照: 团队同时收集了 27 名健康受试者的影像数据,以此作为基准来揭示 PD 患者大脑连接的病理差异。

核心发现:双回路的差异化“标准化”修复

通过对海量数据的深度分析,研究人员发现 DBS 的核心作用在于“标准化”了原本紊乱的大脑连接。研究明确指出了受 DBS 调节的两条关键神经回路:

  1. 初级运动回路(Primary Motor Circuit): 主要负责运动的执行与控制。

  2. 苍白球回路(Globus Pallidus Circuit): 主要支持运动的协调性。

研究显示,DBS 能够有效恢复躯体认知动作网络(Somatocognitive Action Network)的连接性。更具临床价值的是,这两条回路对电刺激的反应具有显著的时间依赖性和频率依赖性。这种差异化反应解释了为何不同刺激参数会对患者产生截然不同的临床反馈。

临床意义:从“经验调控”转向“精准医疗”

研究进一步揭示,患者大脑功能连接的变化模式可以精准预测其临床症状的改善程度。这意味着,通过分析患者特定的皮层功能连接(Target cortical functional connectivity),医生可以在术后更科学地规划刺激方案。

研究作者任建勋(Jianxun Ren)、江强强(Changqing Jiang)等在论文中强调,这套“密度采样”的数据集不仅提供了因人而异的功能测量指标,还将与科学界共享。这一举措将极大加速对 DBS 机制的探索,并推动临床实践从“反复尝试的经验调控”向“基于个体脑图谱的精准医疗”转型。

总结与展望

清华大学的这项工作勾勒出了目前最详尽的 DBS 脑回路调节图谱。它不仅回答了 DBS 为什么有效,更揭示了不同患者之间疗效差异的根源。

未来,神经科医生有望根据每位患者独特的“脑景观(Brain landscape)”,量身定制最合适的刺激参数和电极位置,从而在最大限度缓解症状的同时,减少副作用,真正实现帕金森病的个体化诊疗。

参考文献:Jianxun Ren et al, Circuit response to neuromodulation characterized with simultaneous deep brain stimulation and precision neuroimaging in humans, Nature Neuroscience (2026). DOI: 10.1038/s41593-026-02228-w.

编辑:王洪

排版:李丽