Deep brain stimulation eases Parkinson’s disease symptoms by boosting dopamine

在一项针对7名帕金森病患者的新研究中，来自约翰霍普金斯大学的研究人员报告称，有证据表明，有电脉冲的大脑深层刺激会启动产生化学信使多巴胺的神经细胞。治疗的结果包括减少震颤和肌肉僵硬，这是帕金森病的特征，增加幸福感。

约翰·霍普金斯大学医学院精神病学和行为科学教授、研究小组成员格温·史密斯说:“虽然大脑深部刺激治疗帕金森病已有30多年的历史，但其作用机制尚未完全了解。”“我们的研究首次表明，在帕金森病患者中，大脑深层刺激可能会增加大脑中的多巴胺水平，这可能是这些人症状改善的部分原因。”

他们的研究结果发表在4月份的《帕金森症及相关疾病》杂志上。

帕金森氏症是一种神经退行性疾病，据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)统计，全球约有1000万人患有帕金森氏症，每年约有5万美国人患此病，其中大多数人年龄在50岁以上。这种疾病是由产生神经递质多巴胺的神经细胞的逐渐死亡引起的。随着时间的推移，症状通常会恶化，影响运动和心理健康。

当多巴胺增强药物不能缓解帕金森症状时，深度脑刺激通常是下一个治疗方案。在类似于植入心脏起搏器的过程中，外科医生植入连接到电流源的电线，并以可控的方式通过脑组织发出微小的电流震动，改变神经细胞的放电方式。通常，治疗帕金森氏症，电流是通过大脑接收多巴胺产生细胞化学信息的区域，而不是多巴胺产生细胞本身。

“我们知道产生多巴胺的细胞从大脑的许多部分连接起来，”医学院神经学助理教授凯利·米尔斯说。因此，即使产生多巴胺的细胞没有被直接激活，用电刺激大脑的其他部分，尤其是那些接收来自产生多巴胺细胞信息的部分，可以间接增加多巴胺的产生。但在患者身上，通常缺乏支持证据。”

为了更精确地研究大脑深层刺激后多巴胺水平的变化，研究人员开始寻找追踪大脑中这种化学信使的方法。在多巴胺与之相互作用的许多分子中，一种叫做囊泡单胺转运体(VMAT2)的蛋白质引起了研究人员的注意。VMAT2捕捉自由漂浮的多巴胺分子，并将它们装入称为囊泡的生物货袋中，朝着神经末梢释放它们的内容物。

为了研究大脑深部刺激是否会增加多巴胺，研究人员使用VMAT2示踪剂对帕金森病患者进行了PET扫描。他们还使用葡萄糖示踪剂进行PET扫描，以测量干预后大脑活动的变化。患者s
23名白人女性和4名白人男性，年龄分别为60
174
2岁，在脑深部刺激前和刺激后分别接受PET扫描。此外，研究人员还使用运动障碍社会评定量表(Movement Disorder Society Rating Scale)对患者的运动症状进行了评估，并使用汉密尔顿抑郁评定量表(Hamilton Depression Rating Scale)和神经精神病学量表(Neuropsychiatric Inventory)等一系列测试对患者进行了电刺激前后的心理症状进行了评估。训练有素的心理测量师评估患者在脑深部刺激前后的认知能力。

正如所料，研究人员发现，在深度脑刺激后，帕金森患者的震颤和僵硬程度明显降低。此外，患者的认知能力和情绪也有所改善，抑郁评分下降了40%。

之前对服用左旋多巴等多巴胺增加药物的帕金森病患者进行的VMAT2 PET扫描显示，大脑多巴胺和VMAT2是相互关联的:随着左旋多巴增加，大脑中的多巴胺水平上升，VMAT2水平下降，反之亦然。通过分析研究中的PET扫描，研究人员发现，在深度脑刺激后，所有7名患者的VMAT2水平都较低，这意味着大脑中的多巴胺水平有所增加。PET葡萄糖扫描显示，在电刺激后，这些患者的大脑活动在协调运动、情绪和认知的区域得到了改善。

有趣的是，正子断层扫描VMAT2和葡萄糖是相互对应的，这表明多巴胺的增加可能是电刺激后大脑活动恢复正常的关键机制之一，Mills说。

“我们能够看到多巴胺水平的增加是因为我们改变了看待问题的方式，”米尔斯说。“我们不是研究多巴胺受体上多巴胺结合的数量，而是研究多巴胺产生细胞内VMAT2的浓度，这可能对帕金森氏症患者大脑深部刺激时多巴胺的变化更敏感。”

史密斯和米尔斯都指出，需要对更多的患者进行研究，以推进寻找更好的电刺激目标，从而使大脑产生更多的多巴胺，让患者获得额外的好处。

研究人员说，通过大脑深层刺激增加多巴胺甚至可以帮助他们理解其他精神疾病的应用。

“从长远来看我们希望有一个更广泛的电刺激对脑功能的影响和化学,这样我们可以更好地治疗帕金森氏症和其他神经和精神疾病,像图雷特综合症和抑郁症,也受多巴胺系统的影响,”史密斯说。

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