什么是迷走神经刺激 (VNS)

对行为自由的猕猴进行的新研究表明，大脑对迷走神经刺激 (VNS) 的皮层反应受睡眠和清醒期间大脑状态变化的调节.这些发现(Rembado 等人，2021 年)于 6 月 21 日发表在同行评审期刊 Cerebral Cortex 上.

在这项由 Stavros Zanos 领导的 Feinstein Institutes 研究中，研究人员专注于不同强度的迷走神经刺激如何影响四种大脑状态和活动水平下的不同皮质区域:主动清醒、清醒时休息(久坐)、快速眼动睡眠(REM) 和非 REM 睡眠.

“我们的研究结果表明，持续的大脑状态会调节 VNS 对皮质活动的诱发作用，"作者在论文的摘要中写道. “这对正在进行的皮层活动和大脑状态在塑造皮层对外周刺激反应、通过皮层活动调节迷走神经内感受信号以及 VNS 疗法的剂量校准方面的作用具有重要意义."

迷走神经刺激是一种有效(虽然神秘)的非药物治疗

尽管科学家们仍然不能 100% 确定 VNS 的实际工作原理，但越来越多的证据表明，刺激迷走神经会激活迷走神经诱发电位 (VEP)，迷走神经诱发电位 (VEP) 被认为是通过升胆碱能(乙酰胆碱)和去甲肾上腺素能(去甲肾上腺素)传递的) 神经递质系统.然而，VEPs是否受到刺激时非人灵长类大脑的清醒或睡眠状态的调节，直到现在才知道.

在这项研究中，范斯坦研究所和华盛顿大学的 Zanos 及其同事以 5-300 Hz 的频率向左颈迷走神经发送了五个 VNS 脉冲，同时他们还记录了来自左颈迷走神经的局部场电位 (LFP).大脑皮层对侧前额叶、感觉运动和顶叶区域的皮层区.

“大脑状态是从 LFP 的光谱成分和明显运动的存在推断出来的:主动清醒、休息清醒、REM 睡眠和 NREM 睡眠，"作者解释说.

迷走神经刺激在所有采样的皮质区域引起迷走神经诱发电位.值得注意的是，在 VNS 后约 70-250 毫秒，VEP 的幅度在与非快速眼动睡眠相关的大脑状态期间最大，在清醒期间最小.

根据大脑状态确定 VNS 如何不同地工作将有助于微调治疗

这些发现表明 VNS 如何影响皮层功能可能是由大脑在电刺激传递到迷走神经的那一刻的意识状态来调节的.

作者在 6 月 22 日的新闻稿中解释说:“这对迷走神经的内感受功能有影响:大脑在一天中的不同时间可能会以不同的方式接收来自外周器官的感觉刺激.这也表明 VEP可作为迷走神经纤维参与的标志物，以观察和调整个体患者的 VNS 治疗."

除了最新(2021 年)的发现之外，Zanos 及其同事(Chang 等人，2020 年)最近开发了一种无创方法来精确监测 VNS 期间哪些迷走神经纤维受到刺激，以及个体 A、B 的电刺激方式和 C 迷走神经纤维影响呼吸、心率和颈部肌肉.今年早些时候，他们还推出了一种长期 VNS 植入物，可成功调节小鼠的心率和炎症蛋白.

“大脑监测和控制健康的器官功能，因为它接收和处理迷走神经中的信息，"范斯坦医学研究所总裁兼首席执行官凯文·特雷西指出. “Zanos 博士的重要研究揭示了大脑如何处理这些信号，并为如何推进生物电子医学提供了新线索，"他总结道.