研究人员展示了一种电子设备在植入小鼠大脑后可以检测并结束癫痫发作
我们大脑中的神经元会兴奋或抑制周围的其他神经元传递信息。兴奋神经元和抑制神经元之间存在着微妙的平衡，它们共同维持着信息的传递。在癫痫这种影响所有年龄和性别人群的慢性脑部疾病中，大脑中的神经元会开始异常放电，并向邻近的神经元发出信号，促使它们也同时放电。这会导致一种连锁反应，最终造成兴奋和抑制活动之间的失衡。这种电活动的根本原因被认为是神经细胞中发生的复杂化学变化。当电脉冲突破正常限度时，就会发生癫痫发作。癫痫发作会影响人的意识或运动控制。癫痫发作本身并非疾病，而是大脑不同疾病的征兆。有些癫痫发作不易察觉，但有些发作却会使人丧失行动能力。虽然癫痫发作有多种类型，但上述类型与癫痫症相关。癫痫是最常见的神经系统疾病之一，全球约有50万人患有此病。目前最常见的癫痫治疗方法是使用苯二氮卓类等抗癫痫药物，但这些药物不仅副作用严重，而且对30%的癫痫患者无效。癫痫患者及其家人，尤其是在中低收入国家，不得不面对与此疾病相关的污名化和歧视。
由英国剑桥大学、法国国立高等矿业学院和法国国家健康与医学研究院（INSERM）的研究人员组成的团队研发出一种电子设备，植入小鼠大脑后，能够检测到癫痫发作的最初迹象。检测到迹象后，该设备能够向小鼠大脑输送一种天然化学物质，从而抑制癫痫的进一步发展。这项创新性研究已发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。
这种电子设备轻薄柔软，由有机薄膜制成，能够与人体组织良好结合。它安全性高，对大脑的损伤极小。这些有机薄膜的电学特性使其成为需要与活体组织接触的医疗应用的理想选择。设备中的神经递质或药物靶向癫痫发作的起始点，从而发出信号，抑制神经元放电，最终终止癫痫发作。研究人员使用神经探针将这种神经递质输送到大脑的受影响区域。该探针包含一个微型离子泵和电极，用于监测大脑活动，以发现潜在的癫痫发作。当探针电极检测到与癫痫发作相关的神经信号时，离子泵被激活，产生电场。该电场通过电泳作用，使药物能够穿过离子交换膜，从内部储存库转移到电子设备外部。从技术上讲，这使得患者能够更精确地控制神经递质药物的剂量和给药时间。药物的释放量可以根据电场强度来精确控制。这种创新方法能够精准控制特定患者所需的药物输送时间和剂量。药物无需添加任何溶剂即可输送，从而避免对周围组织造成任何损伤。药物能够高效地与装置外部的细胞相互作用。研究人员发现，只需少量药物即可预防癫痫发作，而这部分药物的用量不超过最初注入装置药物总量的1%。这意味着该装置无需频繁补充药物，可以长期使用。本研究中使用的药物是人体内天然存在的神经递质，它在释放后能够立即被大脑的自然代谢系统吸收利用。这表明，所描述的治疗方法能够减少甚至消除任何不良的药物副作用。
这项研究需要在老鼠身上进行更细致的研究，以评估潜在的副作用，然后才能在人类身上进行相应的研究。 可能需要一段时间，也许几年，该设备才能在市场上供公众使用。 还需要研究这种设备是否可以完全防止癫痫发作。 如果这项技术成功，它将彻底改变治疗癫痫的药物，并有助于治疗其他类似的疾病。 希望类似的方法可以用于一系列其他神经系统疾病，包括脑肿瘤、中风和帕金森病。
***
来源（S）
Proctor CM 等. 2018. 电泳药物递送控制癫痫发作.科学进展. 4(8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
***
