需求驱动的深部脑刺激治疗帕金森病

马德里Politécnica大学(UPM)生物医学技术中心(CTB)的研究人员与马德里卡洛斯三世大学和雷丁大学(英国)共同参与了一项联合研究项目，该项目揭示了帕金森病患者的可能亚型。通过应用这一发现，研究人员使用人工智能技术来检测所发现群体的患者的震颤。目标是实现需求驱动的深部脑刺激，智能地缓解疾病症状，从而提高患者的生活质量。

帕金森病是一种中枢神经系统退行性疾病，主要症状为震颤、僵硬、运动迟缓。运动功能是一种平衡，由基底神经节回路中的一组神经递质精心调节。当神经递质不被正确释放时，核心之间的信息就会效率低下，从而导致运动系统疾病。这就是帕金森病的情况，主要是由分泌多巴胺的神经元死亡引起的。CTB-UPM的认知和计算神经科学小组的研究工作集中在帕金森病最常见的症状——震颤的研究上。

帕金森病有不同类型的震颤，这取决于它出现的环境。静息性震颤(RT)是最常见的症状。RT是一种有节奏的运动，在患者休息时出现，通常在患者开始运动时消失。这种症状妨碍患者进行日常生活任务。

不同的研究表明，帕金森病实际上有不同的亚型，因为并非所有患者都有相同的症状或对治疗的反应方式相同。

如今，帕金森氏症的治疗是一项复杂的任务。首选由左旋多巴(多巴胺的主要前体)组成的口服药物。它的使用可以追溯到20世纪60年代中期，它仍然是最常用的治疗方法。左旋多巴治疗可以缓解帕金森病的主要症状，但不能很好地适应帕金森病。使用这种治疗几年后，通常是5年左右，患者开始出现运动波动。

这种效应被称为ON-OFF现象，即药物工作(ON)和停止工作(OFF)的交替时期。随着治疗的继续，关闭时间增加。因此,口服药物治疗越来越不合适了。

由于这些并发症，一些患者需要手术治疗深部脑刺激．这种疗法包括植入电极，针对受影响的大脑结构进行电刺激，通常是帕金森病的丘脑下核。这种刺激抑制了神经元的异常活动，使其趋向于过度同步，并施加了合适的性能。

虽然神经刺激器被称为“大脑起搏器”，但它们的工作方式不同。心脏起搏器能够检测到心脏信号的非典型发作，并根据患者的需要随时调整刺激，而神经刺激器一旦植入，就会持续刺激大脑。这意味着每三到四年就必须更换一次电池，需要进行额外的手术。

根据运动障碍学会关于震颤的共识声明，该研究发现的结果以高度的准确性提供了两种亚型患者的证据，或者更具体地说，是1型地震。

这些结果可以导致针对不同类型患者的不同治疗方法的发展。

基于这些发现，本研究提出了一种基于人工神经网络的实时震颤检测系统。研究人员提出了一种工具，可以在患者遭受震颤时了解大脑信号的不同特征。通过训练，该设备将能够对震动做出决定。当一个需求驱动的刺激系统被判断为100%可靠时，它将被嵌入神经刺激器。

需求驱动刺激装置将能够检测到患者何时颤抖，然后才提供大脑刺激。所有这些都有双重好处:首先，当患者没有表现出症状时，大脑结构将能够正常工作，而不是一直受到刺激。其次，电池将更加高效，延长了设备的使用寿命，从而延长了手术前更换电池的时间。

研究人员希望提供具有精密人工智能的植入式医疗设备。这些设备可以了解患者的病理，并有能力做出决策，以提高治疗和患者的日常生活病人．

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