迷走神经刺激可增强大脑可塑性
得克萨斯大学达拉斯分校的开创性研究表明，迷走神经刺激(VNS)可增强靶向神经可塑性，帮助大脑在中风后建立更强的神经连接.研究人员首次使用动物模型证明，将VNS与物理治疗任务配对可加快运动技能的恢复.
研究人员在《中风》杂志上发表了他们的发现:“迷走神经刺激增强了中风的稳定性和泛化性".目前，在美国和英国的18个研究中心正在进行一项针对这种治疗的人体临床试验，即“卒中后康复期间VNS的关键研究(VNS-REHAB)".该研究的目的是评估迷走神经配对刺激对中风患者更快恢复运动技能的功效.
什么是迷走神经刺激?
迷走神经刺激是通过一个小型的外科植入设备进行的，该设备使用变化强度和脉宽的电脉冲来激活迷走神经.使用VNS电刺激迷走神经是FDA批准的抗药性癫痫和抗药性抑郁症的治疗方法.最近的一项概念验证性人体研究还发现，VNS是治疗类风湿性关节炎等炎性关节疾病的可行方法.
中风后突然失血导致任何受中风影响的大脑区域的神经元死亡，从而切断了与其他神经细胞的连接.中风后手臂或腿部运动技能的丧失是由于肢体中的神经细胞与大脑相应的运动区域之间的连通性丧失所致.
UT达拉斯大学的研究人员使用动物模型发现，短暂的VNS爆发通过在中风后在大脑中建立更强的细胞连接来加强沟通途径.实际上，他们的研究结果表明，将VNS与针对性运动疗法相结合可显着提高中风后康复训练的益处.而且，在动物研究中，这些改进在VNS靶向治疗完成后持续了几个月.
正如由埃里克·迈耶斯(Eric C. Meyers)领导的这项研究的作者所解释的那样:“这项研究提供了第一个证据，表明VNS与中风后的康复训练相结合(1)使一项涉及前肢旋后的复杂任务的长期恢复能力翻倍， (2)使没有与VNS配对的简单运动任务的恢复率翻倍，并且(3)增强了运动网络中的结构可塑性."
德克萨斯州生物医学设备中心副主任兼UT达拉斯行为与脑科学学院神经科学教授Michael Kilgard是该研究的资深合著者. Kilgard是UTD皮质可塑性实验室的主要研究人员.他的团队还包括UT达拉斯行为与脑科学学院的博士后研究员Seth Hays，他专门从事靶向可塑性治疗以减轻运动功能障碍.
“我们的实验旨在询问这个新问题:中风后，您是否必须恢复每一个动作?"基尔加德在一份声明中说. “如果VNS可以帮助您，那么它是否仅能帮助您与刺激相结合的确切运动或功能?我们发现它还可以改善类似的运动技能，并且这些结果在VNS配对疗法完成后的几个月内一直持续存在."
UT达拉斯大学的研究人员感到乐观的是，他们最新的针对迷走神经刺激的研究是朝制定人类中风后治疗中VNS标准化使用指南迈出的关键一步.海斯在一份声明中说:“长期以来，我们一直以为VNS正在大脑中建立新的连接，但尚无确定的消息." “这是我们在脑损伤后驱动动物大脑变化的第一个证据.这是了解治疗方法的重要一步，我们预测这种重组将成为VNS优势的基础."
达拉斯大学的另一项最新研究发现，中等强度的迷走神经刺激比低强度或高强度刺激更有效地优化了VNS的神经可塑性增强和记忆增强作用.值得注意的是，研究人员指出，最佳脉冲宽度和电流强度以``倒U型''标记，其中VNS过多或过少都不如中等强度的``Goldilocks''甜点正确.这些2017年的发现发表在《脑部刺激》杂志上.
配对迷走神经刺激为中风康复提供新希望
2017年，迷走神经刺激装置的制造商针对脑血管卒中后的患者开展了一项VNS康复的随机，双盲临床试验.目前正在进行的这项研究将在美国和英国的18个临床地点包括多达120位受试者.该临床试验初步研究的估计结论日期是2019年6月30日.
俄亥俄州立大学是参与配对VNS临床试验的机构之一. OSU韦克斯纳医学中心的Marcie Bockbrader是他们的主要研究人员.
Bockbrader在最近的新闻稿中说:“这种神经刺激就像打开开关一样，使患者的大脑更容易接受治疗.目的是看我们是否可以改善实际上植入了大脑起搏器的人的运动恢复.想法是将这种大脑起搏与正常的康复相结合，看看中风后接受过所有其他常规疗法的患者是否会变得更好."
以下是Marcie Bockbrader及其同事在其配对的VNS治疗实验室中的YouTube视频，以及描述他的中风康复过程的患者:
对于该临床试验，每个研究参与者每周接受三个一小时的强化物理治疗，共六周.目的是改善特定任务的电机臂功能.参加该临床试验的组中有一半通过手术植入了迷走神经刺激装置.另一半将作为对照组.
在每个康复治疗期间，只要患者正确执行特定的运动技能，治疗师就会按下按钮以触发最佳脉冲宽度和迷走神经刺激的当前强度.假设是，如果在反复试验的学习过程中，通过短暂的VNS爆发来增强精确和准确的运动，这些动作将更快地“硬连接"到大脑中.
“我们正在尝试查看这种神经刺激器是否可以用于增强有效疗法，从而创造出一种'增压疗法'.我们想确定患者是否可以通过使用这种刺激来更快地康复，" Bockbrader总结道. .
参考
Eric C. Meyers，Bleyda R. Solorzano，Justin James，Patrick D.Ganzer，Elaine S赖，罗伯特·雷纳克，迈克尔·基尔加德，塞思·海斯. “迷走神经刺激增强了稳定的可塑性和中风恢复的普遍性." Stroke (首次在线发布:2018年1月25日)DOI:10.1161/STROKEAHA.117.019202
Kristofer W. Loerwald，Michael S. Borland，Robert L. Rennaker II，Seth A. Hays ，迈克尔·基尔加德(Michael P. Kilgard). “脉冲宽度和电流强度在迷走神经刺激引起的皮质可塑性范围内的相互作用." 大脑刺激(首次在线发布:2017年11月15日)DOI:10.1016/j.brs.2017.11.007
