Parkinson's, depression and the switch that might turn them offDeep brain stimulation is becoming very precise. This technique allows surgeons to place electrodes in almost any area of the brain, and turn them up or down -- like a radio dial or thermostat -- to correct dysfunction. Andres Lozano offers a dramatic look at emerging techniques, in which a woman with Parkinson's instantly stops shaking and brain areas eroded by Alzheimer's are brought back to life.
Alex Ho, Translator
Julia Xu, Reviewer
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演讲开始之前我想先说明一件事， 那就是并不是所有的精神科医生都穿马丁靴。 就是想让你们知道而已。
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所以我确实是一位神经外科医生， 而我从事的神经外科学历史也十分悠久， 今天我要和大家说的是 现在神经外科学让我们能够到达人脑中的任意位置， 将任意部分激活或休眠， 并以此来调整在大脑回路中的“调节控制器”， 最终达到治疗的目的。
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我刚刚讲过，神经外科学由来已久， 大约在7000年前就已经兴起了。 在中美洲文化发源的地方，神经外科学就有所发展， 那时就有治疗病痛的神经外科医生。 那些医生想要——他们知道 神经系统疾病和精神病都与大脑有关。 他们并不完全知道自己在做什么。 其实现在状况也没有多大变化。（笑声） 但他们觉得， 如果你患有神经系统或者精神方面的疾病， 那一定是因为 你被邪神控制住了。 所以，如果你因为被邪神所控 患上了神经系统或者精神方面的疾病， 那治疗的方法当然就是 在你的脑壳上打一个孔，把邪神放出来。
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所以，这就是过去的理解方式 他们在病人的脑壳上打洞。 有时候病人会有点不情愿接受打洞 因为你可以看得出来 洞并没有完全打完。 我觉得当时的医生可能在脑壳上钻了几，下病人就飞快逃走了 所以洞并没有完全打好， 但我们知道病人还是都活了下来。 但这样的开颅手术在那时是很常见的。 在一处遗址所发掘出的头骨中 大约有百分之一有这样的洞， 所以神经系统和精神疾病是很普遍的， 在7000年前也是一样的。
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到了目前，随着时间的推移， 我们逐渐认识到 大脑的不同区域有不同功能。 有特定的区域 用来控制你的运动或者视野 或者记忆力或者你的食欲等。 如果一切正常，神经系统 也就正常，每个功能也就正常。 但偶尔也会出现问题， 回路会出现故障， 一些异常的神经细胞就就会失效，造成问题， 或者有的时候，神经细胞不够活跃， 没有达到预期功能，
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出现这样的症状 与大脑的神经细胞所在的位置有关。 当神经细胞在驱动回路时， 运动系统就不能正常工作， 会产生类似于帕金森氏综合症一样的疾病， 当负责情绪的回路出现问题时， 会产生像抑郁症一样的疾病， 当负责记忆和认知功能的回路出现故障时， 会产生像阿兹海默症一样的疾病。 因而我们能做的就是定位 大脑中的异常区域， 并且介入大脑中的这些回路 或调整回路中信号的强弱。 就像使用收音机的调台旋钮， 选择想听的频道。 一旦选择了，无论是爵士或者歌剧， 就像选择运动神经或情绪神经， 我们就把调节器的旋钮放在那儿， 然后用另一个旋钮来调整音量， 调高或者调低。
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所以，我要说的是 借由植入大脑回路中的电极 来调整大脑中某些区域的信号强弱 来看我们是否能帮助病人。 使用这种装置就能完成， 这被称为大脑深部电击术。 我们将电极置入大脑的各个区域 同样，在脑壳上打个硬币大小的洞， 置入电极 使其完全在皮肤下 就像是胸腔内的心律调节器， 就像电视机的遥控器一样 我们能够调整电流强度 以及刺激相应的脑部区域。 我们可以调强，调弱，开关。 现在，全球约有10万病人 已接受了大脑深部电击术， 接下来我将给大家你们展示几个案列 通过大脑深部电击术来治疗运动失调, 情绪失调和认知失调。 它在脑中看起来就像这样。 你可以看到电极穿过脑壳进入脑部 停留在那里，我们可以把它放到大脑的任何位置。 我告诉我的朋友，没有任何神经细胞， 是神经外科医生碰不到的，我们现在可以 安全的对大脑任何部位做手术了。 我要给大家展示的第一个案列 是位帕金森氏综合症的病人。 这位女士患有帕金森氏综合症， 她的脑部有这些电极， 我要给你们展示的是 当电源关闭时，她的帕金森病症表现， 然后我们打开电源。 就会变成这样。 现在电源关闭了，你们看到，她在颤抖。 （视频）男：好的。女：我做不到。男：你能试着碰下我的手指吗？ （视频）男：有好一点。女：那边比较好。 现在要把电源打开。 打开了。 只要打开，就立即见效。 抖动和稳定的区别 （掌声） 抖动和稳定的区别 和她的丘脑下核的25000个神经细胞有关。 我们已知道怎么找出这些问题细胞 并告诉它们“嘿，玩够了。 我们想让你们停止。” 我们可以用电流。 所以我们想使用电流来控制神经细胞的反应， 并且通过电流阻断异常行为。 此例是抑制不正常细胞的反应。 我们将这种技术用在其他问题上， 下面是我们遇到的一个很棒问题的案例， 称为肌张力障碍。 肌张力障碍是影响儿童的病变， 它是遗传疾病，会有扭曲的动作， 这些儿童会越来越扭曲 直到不能呼吸，直到觉得病痛， 泌尿系统感染，最终走向死亡。 回到1997年，我应要求去看望这个小男孩， 他看起来很正常，但他有肌张力障碍的基因。 一家有8个孩子， 5个有肌张力障碍。 这就是他。 这个男孩9岁，6岁前完全正常， 然后他身体开始扭曲，先是右腿， 然后是左腿、右臂、左臂， 然后是躯干，等他来的时候， 距离病发有1～2年的时间， 他已经不能行走和站立。 他的腿跛了，事实上随着病情恶化， 肢体扭曲的情形会加重， 残障日益加重，许多孩子无法存活。 他是五个孩子之一。 他想行动时，只能趴在地上爬行。 药物已不起任何作用。 我们对他的病症无计可施。 我们不知道， 该对他脑部的哪个区域进行什么手术， 但从帕金森氏综合症的的经验， 我们推论，何不尝试抑制 造成帕金森氏综合症的同一区域， 看看会发生什么？ 于是我们对他进行了手术 希望他能好转。我们当时没有把握。 这是现在的他，回到了以色列的家， 这是他手术过后3个月的样子。 （掌声） 借由这次经验，这项手术 已在全世界施行， 已有数百名儿童 受惠于这项手术。 这个男孩现在已上大学 过着正常的生活。 这是我从医多年来 最满意的一个案例。 使这类病童恢复运动和行走能力。 （掌声） 我们认识到也许这项科技 不仅可以控制运动 还能控制于其他方面， 我们研究的下一个课题 是控制情绪的回路。 我们决定治疗抑郁症， 我们之所以选择它是因为它很普遍， 而且你们也知道，治疗抑郁症的方法有多种， 有药物治疗和心理治疗， 甚至有电休克疗法， 但在数百万人中， 仍然有百分之十到二十的患者 无法治愈，就是这些患者需要我们的帮助。 让我们来看看这项科技 能否改善抑郁症患者的病情。 我们做的第一件事情是，比较 抑郁症患者的脑部 和正常人脑部的不同之处， 我们通过正电子发射层析扫描来查看脑部血流的流向， 我们注意到抑郁症患者 与正常人相比较， 脑部某些地方停工了， 这些地方呈现蓝色。 所以你就感到抑郁了， 这些蓝色区域和 动机，驱动力和决策有关， 如果你的抑郁和这些病人一样严重， 你会缺乏动机和驱动力。 我们发现的另一件事是 有个区域过于活跃， 就是呈现红色的25号区域， 25号区域是大脑的悲伤中心。 如果我让你悲伤，比如，我让你回想起 亲人或朋友 去世前的最后一面， 脑部的这个区域就会启动。 这是大脑的悲伤中心。 抑郁症患者发病时， 大脑的悲伤中心运作到最高峰。 好像调节器的温度被设定在100度， 动机和驱动力等区域完全停工。 我们想，如果把电极置于悲伤中心， 降低温度， 以降低这个区域的活跃性， 结果又会是怎样的呢？ 我们将电极植入抑郁症患者的脑部。 我和在Emory大学的同事Helen Mayberg一起合作。 我们将电极置入25号区域， 最上面那张是手术前扫描 的25号区域，即悲伤中心，呈现红色， 脑前额叶部完全停工，呈现蓝色， 每天24小时连续刺激，连续3个月， 6个月后 情况完全逆转。 25号区域的活跃程度， 已降低到正常水准， 脑前额叶， 则重新上线， 我们从这些重度抑郁症患者的身上 看到了惊人的结果。 我们正进行3期临床试验， 这有可能成为新的治疗方式， 只要证实是否能安全，有效的 治疗重度抑郁症患者。 刚才向大家展示的是使用大脑深部刺激电击术 治疗动力系统的相关疾病 比如帕金森氏综合症和肌张力障碍。 大家看到了它能够治疗情绪回路的疾病， 比如抑郁症。 那能否用大脑深部电击术让你变得更聪明呢？ （笑声） 有人有兴趣吗？ （掌声） 当然可以对吧？ 我们决定 要试着 给大脑中的记忆回路充电。 将电极置入 控制记忆和认知的回路， 来看能够增强它们的活跃性。 我们不会拿正常人做实验。 而是用在有认知缺陷的患者身上， 我们尝试治疗老年痴呆症 他们的认知和记忆有缺陷。 如各位所知，这是 早期老年痴呆症的主要症状。 我们放置电极的位置 称为穹窿， 它是进出记忆回路的高速公路， 看看是否能够开启记忆回路， 进而是否可以帮助 老年痴呆症的患者。 结果发现老年痴呆症患者的脑部， 对葡萄糖的利用有严重的缺陷。 脑部是大量消耗葡萄糖的地方。 尽管只占体重的百分之二 却消耗人体总量的百分之二十 脑部葡萄糖的消耗量是其本身质量的10倍 人体总量百分之二十的葡萄糖用在脑部， 从正常的脑部 到轻微的认知损伤， 再发展成为老年痴呆症， 脑部有些区域停止利用葡萄糖。 停工了。关机了。 事实上，我们可以看到 脑中央带状区的外圈 由红色逐渐变蓝 直到完全停工。 好像是大脑停电了 形成区域性供电异常。 老年痴呆症的患者的部分大脑， 好像因停工而陷入异常， 问题是，电力中断是永久性的呢， 还是我们有办法恢复？ 可以让这些区域再利用葡萄糖吗？ 我们把电极植入穹窿 以激活老年痴呆症患者的这一区域， 并观察大脑利用葡萄糖的情况。 上面那张是手术前， 蓝色区域葡萄糖的用量比正常的少， 主要是在顶骨和大脑的颞叶。 大脑的这些区域停工了。 这些区域停电了。 我们放入大脑深部电击电极并等待一个月 或一年，红色区域 代表葡萄糖的利用率在增加。 所以，我们确实可以让大脑中 本该不使用葡萄糖的区域重新恢复使用。 结果显示，老年痴呆症的患者， 虽然停电了，但仍有人在家 我们可以 让这些区域的电力恢复， 我们预期它们的功能也会恢复。 这正在临床试验阶段， 我们对50位 早期老年痴呆症患者做了手术， 确认是否安全有效 是否能改善他们神经的功能。 （掌声） 我要传给各位的讯息是， 脑部不同回路的异常 和不同的疾病有关， 我们讨论了帕金森氏综合症， 抑郁症，精神分裂症，老年痴呆症。 我们现在在学习了解这些回路， 还有对应的脑部区域 以及对应的临床症状。 我们现在可以碰触这些回路。 并在其中中放入电极。 我们可以控制它们的活动， 如果它们太活跃 引发问题，影响大脑运转，我们可以将它们调低， 如果它们不太活跃，则可调高， 我们认为由此可以帮助 整个大脑的功能。 这意味着我们能够 缓和疾病的症状， 但我还没有告诉大家，有迹象表明 电流可以帮助修复大脑受损区域， 这些都是未来的愿景， 我们不仅可以调整脑部活动， 还能实现大脑受损功能 得到修复。 我预期这项技术在未来 将会得到广泛的应用。 我们将看到电极被用于修复多种脑部问题， 而其中最令人振奋的是， 它还涉及跨领域的合作。 包括工程师，影像科学家， 基础科家学，神经病学家， 精神医师，神经外科医师通力合作， 这样的跨领域合作是最令人兴奋的。 我想将来有一天 随着时间的推移 越来越多的邪恶将被赶出脑袋， 结果当然是， 更多的病人能够得到救治。 非常感谢。
Andres Lozano: Parkinson's, depression and the switch that might turn them off | TED Talk
