美开发实时追踪脑信号植入设备治疗大脑

科技日报报道，《自然》杂志网站近日发布了一项引人注目的研究动态。研究人员在美国神经科学学会的年会上宣布，他们成功研发出了一款名为Harmoni的深部脑刺激（DBS）植入设备。这款设备不仅能够对大脑进行电刺激，还能在刺激过程中实时监测大脑内部的电反应和化学反应，揭示出神经活动的深层秘密。该设备已经在实验动物如大鼠和猪身上进行了初步测试。

深部脑刺激技术早已在运动障碍治疗中广泛应用，而现在它正在迅速成为一种针对多种神经疾病的实验性疗法，包括抑郁症、抽动秽语综合征、强迫症乃至老年痴呆症等。虽然相关的治疗成果令人鼓舞，但是科学家们对于植入大脑深部的刺激设备所传递的电脉冲是如何影响神经回路以及改变患者行为的理解仍然有限。如今，Harmoni设备的出现可能为解答这些问题提供一些线索。

Harmoni设备基于现有的深部脑刺激技术的电子记录能力，融合了化学传感技术，能够在大脑内部进行高精度的电化学检测。它采用了一种被称为快速扫描循环伏安的方法，在大脑局部施加电压变化，短暂地拉动特定神经递质上的电子，从而产生可测量的电流。由于神经递质是大脑中激活或抑制神经元的化学物质，因此通过对这些化学物质的检测，可以准确地了解大脑中电信号与化学信号的实时状态。每隔10毫秒，设备就能够根据电化学签名识别出不同的神经递质，并估算出其浓度。这对于理解大脑的工作机制以及优化深部脑刺激治疗具有非常重要的意义。

这项研究不仅为我们提供了关于大脑的新洞见，也开启了深部脑刺激治疗的新纪元。研究人员希望通过进一步的研究，利用Harmoni设备深入了解大脑中电信号与化学信号与各种症状之间的关联，从而为针对特定疾病的个性化治疗提供可能。例如，帕金森氏症患者的震颤症状可能与大脑中某些特定的电信号和化学信号有关，通过Harmoni设备的研究，我们可以更好地了解这一点，并开发出更有效的治疗方法。