一种新的无创探测人脑的方法已由研究人员成功测试。这种无创脑刺激技术在理解和治疗各种神经和精神疾病方面显示出希望，无需手术或植入物。神经疾病如成瘾、抑郁症和强迫症（OCD）影响全球数百万人，并涉及影响多个脑区和回路的复杂病理。由于大脑功能的复杂性和将疗法送达深层脑结构而不需侵入性手术的困难，治疗神经和精神疾病一直比较棘手。无创脑刺激是神经科学领域的一项有希望的发展，提供了更好地理解和治疗各种疾病的希望，且无需手术或植入物。弗里德海姆·霍梅尔（Friedhelm Hummel）是洛桑联邦理工学院生命科学学院的临床神经工程主席，博士后皮埃尔·瓦西利亚迪斯（Pierre Vassiliadis）正处于这一新方法的前沿，为解决诸如成瘾和抑郁等问题开辟了新的可能性。
通过利用经颅时间干扰电刺激（tTIS），他们的研究集中在大脑深处的特定区域，这些区域在各种认知功能中起着至关重要的作用，并与多种神经和精神疾病相关。研究结果发表在《自然人类行为》上，强调了研究的合作性，将医学、神经科学、计算机科学和工程结合在一起，以增强我们对大脑的理解，并可能创造出变革性的治疗方法。
“侵入性深脑刺激（DBS）已经在治疗成瘾、帕金森病、强迫症和抑郁症方面取得了成功，通过针对神经控制中心。而这种新方法的独特之处在于它是无创的，使用低水平的电刺激作用于头皮以影响这些区域，”霍梅尔说。作为第一作者的瓦西利亚迪斯解释说，tTIS涉及在头皮上使用两对电极以施加微弱的电场进入大脑。这种无创技术允许对这些区域进行特定定位，这是以前不可行的。研究发现，使用电场刺激位于颅骨表面与更深区域之间的大脑不同区域，现有治疗无效。这种新方法允许对在神经精神疾病中起着关键作用的深脑区域进行有针对性的刺激，”他说。
这种开创性的技术基于时间干扰的理念，最初在啮齿动物模型中进行研究，现在已经由洛桑联邦理工学院（EPFL）团队成功应用于人类。在这个实验中，一对电极设定为2,000 Hz的频率，而另一对设定为2,080 Hz。利用详细的计算模型来适当布置电极。信号的位置特意放置在头皮上，以确保它们在目标区域相交。当两种电流的频率略有不同（80 Hz）时，干扰的“魔法”发生，并在目标区域内产生有效的刺激频率。这种方法之所以聪明在于其刺激的选择性，使得中间的脑组织未受影响，仅专注于目标区域，而像2,000 Hz这样的高基频并不会直接刺激神经活动。最新研究专注于人类纹状体，这是一个至关重要的区域。研究的重点是奖励和强化机制。瓦西利亚迪斯解释说，他们正在调查强化学习如何通过奖励进行学习，如何通过针对特定脑频率受到影响。通过对纹状体的80 Hz刺激，团队发现他们可以干扰其正常运作，直接影响学习过程。
他们的研究所带来的治疗潜力是巨大的，特别是在成瘾、冷漠和抑郁等条件下，奖励机制发挥着关键作用。瓦西利亚迪斯建议，他们的方法可能有助于减少在成瘾情况下病理性过度强调奖赏的情况。瓦西利亚迪斯是乌斯克论坛神经科学研究所的研究员，他指出，团队正在研究各种刺激模式如何不仅干扰大脑功能，还可能改善大脑功能。“我们最初的目标是展示80 Hz对纹状体的影响，我们成功地干扰了其功能。我们的研究还显示出增强运动行为和提高纹状体活动的潜力，特别是在学习能力减退的老年人中，”瓦西利亚迪斯解释道。霍梅尔，作为训练有素的神经科医生，将这项技术视为脑刺激新时代的开始。研究团队专注于开发个性化的治疗方法，采用更少侵入性的技术。他们的目标是创造一种无创的方法，使个体能在早期阶段接受个性化的深脑刺激治疗。这种方法的一大优点是其副作用最小。在他们的研究中，大多数参与者仅报告皮肤上有轻微的感觉，使其成为一种高度耐受且对患者友好的方法。
霍梅尔和瓦西利亚迪斯对他们的研究潜在影响感到乐观。他们相信在未来，无创神经调节疗法可能会在医院广泛提供，成为一种成本有效和全面的治疗选择。
