21 岁时，一名年轻女子在一场毁灭性的交通事故中头部受到重击，脑部严重受伤，她的生活发生了翻天覆地的变化。
从那时起，她就一直承受着后果，努力集中足够的时间来完成简单的日常任务。 兼顾多项家务几乎是不可能的。 她的记忆会衰退。 言语会卡在她的舌尖上。 她的身体似乎有自己的意识。 不断地运动，很难安静地坐着。 抑郁和焦虑笼罩着她的心。
十八年后，她接受了一次手术，再次改变了她的生活。 在仔细绘制她的大脑图谱后，外科医生将电极深深植入丘脑。 丘脑由两个球状结构组成（每个半球各一个），是大脑的大中央车站，其连接遍及多个区域。 植入在她锁骨附近的刺激器每天自动激活神经植入物 12 小时。
结果是惊人的。 在短短三个月内，她在衡量多种认知功能的标准测试中的成绩有所提高。 几十年来，她第一次不再感到一整天都不知所措。 她开始喜欢上读书和其他爱好。
“我只是——我想思考，”她告诉研究人员。 “我正在用我的思想……我不知道为什么，它只是让我发笑，但令我惊讶的是我喜欢做这些事情。”
这名女子名叫 P1，参加了一次 小而雄心勃勃的试验 寻求扭转脑损伤造成的认知问题。 由斯坦福大学 Jaimie Henderson 博士领导， 临床试验 招募了六人来观察电刺激丘脑是否可以恢复参与者的逻辑推理、制定计划和专注于特定任务的能力。
平均而言，其中 52 名参与者的分数提高了高达 XNUMX%，远远超出团队设定的适度目标五倍以上。 由于刺激是自动进行的，志愿者们可以一边过着日常生活，一边让植入物在幕后发挥治疗作用。
好处是显而易见的。 一位参与者表示，他终于可以专注于电视节目了，而之前他因注意力不集中而陷入困境。 另一个人说，他现在可以跟踪多项活动并转移注意力，比如在收起杂货的同时保持对话。
虽然这种疗法很有希望，但需要进行脑部手术，这可能存在风险。 一名参与者因感染而中途退出。 但对于那些能够耐受这种疗法的人来说，这不仅改变了他们的生活，也改变了他们的家人的生活。
“我把女儿找回来了。 这是一个奇迹。”P1 的一位家人说道。
挖深隧道
深部脑刺激作为该疗法的核心，有着悠久的历史。
这个想法很简单。 大脑依赖于多个协同工作的电路。 这些连接可能会因疾病或受伤而中断，从而使电信号无法协调并形成思想或决定。
一种解决方案是用神经植入物来桥接破碎的大脑网络。 借助复杂的植入物和人工智能，我们现在可以利用大脑和脊髓的电颤动，解码它们的意图，并使用这种“神经代码”来驱动机械臂或允许 瘫痪者重新行走.
虽然功能强大，但这些植入物通常位于大脑外层或相对容易接近的脊髓神经周围。
深层脑刺激提出了一个挑战，因为它针对的是埋藏在大脑内的区域。 该技术于 1980 世纪 XNUMX 年代发明，用于治疗帕金森病的运动症状，此后一直被使用 对抗抑郁症，只需几次电击就能缓解严重抑郁症患者的症状。
这项新研究建立在这些结果的基础上。 患有长期创伤性脑损伤的人经常会出现情绪和注意力不集中的问题，因此很难在不头痛和疲劳的情况下平衡多项任务。 他们也很难坐稳。
这些功能由大脑的不同区域控制。 但其中一个关键环节是丘脑，它是连接支持注意力、情绪和运动的区域的枢纽。 丘脑由两个大蒜状的球体组成，每个球体都位于大脑的半球，协调来自整个大脑的信号。 它是一个主要的感官中继站，被称为“意识之门”。
先前对小鼠的研究指出丘脑的一部分是创伤性脑损伤的潜在治疗中心。 其他研究发现 刺激该地区是安全的 并帮助他们康复。 这就是新研究的目标区域。
快速离开
研究小组将 400 多名志愿者缩小到只有 XNUMX 名——四名男性，两名女性，患有中度至重度创伤性脑损伤症状。 手术前，他们接受了多项测试，以评估他们的基线认知能力、情绪和总体生活观。
每个参与者都有一个 市售神经刺激器 植入他们两个大脑半球的丘脑。 为了捕捉植入后潜在的早期影响，根据手术后植入物开启的时间将他们分为三组。
参与者用了两周的时间尝试了不同的切换模式。 就像滚动 Spotify 播放列表一样，每个人最终都找到了一种最适合他们神经结构的模式：刺激的时间和强度让他们思考更清晰，感觉更好，而且副作用最小。 然后植入物每天 12 小时刺激他们的丘脑，持续三个月。
结果令人印象深刻。 总体而言，根据用于基线的相同认知测试来衡量，参与者的成绩提高了 15% 至 52%。 包括 P1 在内的两名患者病情改善很大，不再符合中度残疾的诊断。 研究小组在研究中写道，心智能力的提高表明参与者可以轻松地处理工作并与朋友和家人重新建立联系。
另一项测试使少数参与者停止了近一个月的刺激。 研究人员和参与者最初都不知道谁的植入物被关闭。 几周之内，两名患者发现自己感觉更糟并退出了测试。 在剩下的三人中，在刺激器打开的情况下，两人的病情有所改善，而另一人的病情则恶化了。 进一步调查发现，植入物在本应关闭的情况下错误地攻击了无反应患者的大脑。
尽管副作用很小，但治疗并没有扰乱参与者的生活。 这种电击导致一些人的下巴肌肉有些奇怪。 例如，P1 发现她在最高刺激强度时说话含糊不清。 另一个人很难保持静止，有些人经历了情绪变化。
这项研究还处于早期阶段，许多问题仍未得到解答。 例如，无论大脑的哪个部位受伤，治疗都有效吗？ 志愿者在手术后只接受了三个月的测试，这意味着长期的改善（如果有的话）仍然是个谜。 也就是说，多名参与者签约保留他们的植入物并参与未来的研究。
尽管有这些警告，参与者和他们的亲人仍然心存感激。 “这对我们来说意义重大，”P1 的家人说。 “我永远不会相信。 这超出了我的希望，超出了我的预期。 有人把灯重新打开了。”
图片来源： 美国国立卫生研究院国家心理健康研究所
