神經可塑性的力量！新神經技術正在突破人類大腦損傷後恢復的極限

2020-11-14 brainnews



最近發表的一項由Health Tech Connex神經科學研究中心和西蒙菲沙大學（SFU）的研究小組領導的科學研究報告了「鋼鐵士兵項目」的最新突破性進展。Trevor Greene上尉（已退休）在阿富汗服役時被斧頭砍傷，受常規方法的局限，他的大腦康復過程十分艱難。


這項發表在Frontiers of Human Neuroscience上的研究是由神經科學家Ryan D'Arcy博士領導，研究內容涉及到對Greene上尉使用最新且最先進的大腦技術，對大腦神經可塑性、生理、認知以及創傷後應激障礙（PTSD）的改善情況。


Trevor Greene上尉使用創新的大腦技術持續地從腦損傷中得以恢復


Greene上尉和D'Arcy博士在最近的一次TEDx演講中，講述了他們取得的重大突破性進展。


2006年，加拿大退役士兵格林上尉在阿富汗的戰鬥當中，頭部不幸遭到斧頭襲擊受了重傷，但他倖存了下來。此後，他花費了數年時間嘗試進行各種治療和康復，直到2009年，他開始與D'Arcy博士合作。2015年，加拿大皇家軍隊的不列顛哥倫比亞省和育空地區（Yukon）司令部幫Trevor裝備了機器人外骨骼，外骨骼可以幫助Trevor繼續重新學習走路。這項名為「鋼鐵士兵項目」的振奮人心的新方案為開發建設退伍軍人社區提供了啟示，這一社區是專門為退伍軍人和急救人員服務的耗資3.12億美元的創傷後應激障礙、心理健康和康復中心（該中心目前正在薩裡（Surrey）進行建設）。


Greene上尉配合「鋼鐵士兵項目」研究小組持續進行了加強版的日常康復治療，但是團隊在單獨使用常規療法的情況下，經歷了相當長一段時間的治療瓶頸期。


為了突破這一治療瓶頸，神經病學研究中心利用可攜式神經調節刺激裝置（簡稱 PoNS）啟動了為期14周的強化試驗。PoNS是一種神經刺激技術，它可以通過舌頭向人體大腦發送一系列的小型電脈衝（也就是我們所熟知的語言神經刺激方式），從而安全地促進人體神經的可塑性。研究小組使用NeuroCatch平臺（或者稱作NeuroCatch）追蹤了大腦生命體徵的改善情況。NeuroCatch是一種快速客觀測量大腦認知腦功能的方法。


「在Trevor遇到治療瓶頸的時候，我們對其實施了強化的常規治療方法，但該方法不奏效，」神經科學研究中心的負責人，Health Tech Connex聯合創始人、SFU教授Ryan D'Arcy說道。「將PoNS與傳統康復治療結合之後，我們才突破了最近遇到的這些障礙，並且也觀察到了他（指Trevor）在大腦生命體徵測量方面的顯著改善。」


本項研究的結果：PoNS神經刺激與強化的康復治療相結合，可以刺激個體的神經可塑性，從而克服NeuroCatch和其他腦部掃描技術客觀測量到的個體的恢復瓶頸。研究的主要發現是：

  • 即使Greene上尉遭到斧頭攻擊已有14年，但是通過物理治療他的臨床治療結果測量上顯示出了顯著的進步。Greene上尉和他的妻子Debbie Greene也報告了他（指Greene上尉）在認知能力和創傷後應激障礙症狀方面的顯著且持久的改善。
  • Greene上尉在認知功能方面表現出了顯著的大腦生命體徵的改善，尤其明顯的是在聽覺（通過N100反應來測量）、基本注意力（通過P300反應來測量）和認知加工（通過N400反應來測量）方面的改善。


Greene上尉說：「接受治療的早期，Ryan給我看了我的大腦核磁共振圖像，圖像顯示健康的腦組織接管了受損部位，這是我第一次見證神經可塑性的力量。後來，我見證了PoNS設備真正的治療實力，當時我只使用了它幾個星期，但是就已經明顯地變得更加強壯、更加穩定、並且更加協調了。這可以說改寫了我和我家人的命運。」


「Trevor驚人的進步毫無疑問戰勝了大腦恢復的極限，他的恢復也推動了醫學科學的前沿又再次向前邁出了一步」該項研究的主要作者、在西蒙菲沙大學完成博士學位的Shaun Fickling博士說道。這些腦成像結果為釋放神經可塑性的重要性提供了有價值的見解，同時也鼓舞了無數受大腦和心理健康狀況影響的個體。」


D'Arcy博士總結道：「這些神經技術的突破性進展能夠產生相當大的影響，它激勵著我們這些從事相關研究中的研究者們努力去突破神經和精神健康恢復方面的傳統限制。」


編譯作者：UTCS（brainnews創作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）

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