利用大脑的自我修复能力
强大的电磁铁可能是治疗抑郁症、精神分裂症、阿尔茨海默氏症等新一波治疗方法的答案。
大约 200 年前，一位名叫菲尼亚斯盖奇的铁路工头度过了非常糟糕的一天。在借助炸药清理大石块时，不幸降临，一根 6 公斤重的金属棒(被称为捣固铁)朝飞哥射了过来，直接穿过了他的头。
奇迹般地，菲尼亚斯在事件中幸存下来。然而，据称他的性格发生了翻天覆地的变化。让他的故事更加不可思议的是，这种突然的性格变化只持续了几年。据说，在他生命的尽头，菲尼亚斯多少恢复了他原来的人格。
棍子刺穿了他的大脑并改变了他，但随着时间的推移，大脑已经重新布线以修复损伤。
他的医生觉得很奇怪。
神经可塑性描述了大脑适应不断变化的环境和自我修复的能力。它是各种医疗干预的基础。
例如，如果中风患者失去了一条肢体的功能，他们通常会接受约束诱导运动疗法(CIMT)。康复计划包括通过将未受影响的肢体放在吊带中或将其绑在身体附近来约束它。这样，患者就可以集中精力迫使受中风影响的肢体开始正常移动。
CIMT 和其他类似疗法的成功促使科学家进一步研究如何最好地利用神经可塑性的力量。
刺激新途径
利用神经可塑性的一种新方法是重复经颅磁刺激 (rTMS) 方法。
这个名字是一种非常复杂的描述磁场通过带电铜线圈施加到大脑的方式。
医生目前将其用于治疗难治性抑郁症，但它有可能用于其他神经系统疾病。
“大脑刺激改善了整个大脑的连接，因此我们可以用它来尝试恢复健康的大脑功能，”认知治疗研究项目的凯特霍伊教授说。
她研究如何使用 rTMS 治疗阿尔茨海默病。
随着阿尔茨海默病的发展，有毒蛋白质会在大脑中积聚。当典型的神经通路被阻塞时，脑细胞开始失灵。
一旦受到影响，即使治疗去除了有毒蛋白质，神经通路也会受到损害。认知治疗研究计划认为rTMS 脉冲将鼓励神经元修复它们的连接。
西澳大利亚的研究人员也在研究 rTMS。Alex Tang 博士和大脑可塑性实验室对 rTMS 如何影响老化的大脑很感兴趣。
“基本设置是一个连接到刺激线圈的设备，它只是一束以特定形状包裹的铜线，”亚历克斯说。
“这台机器会在大约 300 微秒内充入非常大的电流——数千安培。然后它会通过线圈产生非常快的磁场。”
Alex 的研究发现 rTMS 改善了衰老小鼠的神经可塑性。它并没有制造出新的 Pinky and the Brain，但它确实显示了使用 rTMS 治疗随着大脑老化而发生的疾病的潜力。
实验室发现rTMS 信号减少了与脑部炎症相关的基因表达。更少的炎症意味着更少的脑细胞损伤。
然而，该团队尚未找到磁场如何改变大脑的确切原因。
“底线是我们不确定。我们确实有证据表明 rtms 正在改变大脑中的突触，”亚历克斯说。
神经元是我们大脑内的神经细胞，负责向我们的全身发送信息。单个神经元通过突触连接，突触允许电脉冲在神经元之间传播。
“根据刺激，你可以改变神经元连接的强度。这是人们认为模拟影响大脑的主要方式，”亚历克斯说。
rTMS 程序是安全的，除了在某些脑外伤或癫痫的情况下。然而，在未来，rTMS 也可能会处理这些情况。2021 年，一名癫痫患者接受了 rTMS 治疗，以阻止他每天发作多达 200 次。
rTMS 的副作用包括头痛、头晕和极少数情况下的癫痫发作。但自从80 年代后期采用以来，患者似乎还没有经历过任何长期副作用。
“我们着眼于 rTMS 对大脑的短期和长期变化。我们正试图确定正在发生的所有良好变化，以及是否存在任何不良副作用，”亚历克斯说。
据凯特说，研究人员对 rTMS 的安全性有很好的了解。“在过去的 30 年里，没有任何事情会让我们认为会有任何重大的长期影响。但当然，我们仍然必须考虑这一点。”
自菲尼亚斯盖奇不幸但引人入胜的事故以来，神经可塑性科学确实发生了很大变化。然而，大脑仍然是一个巨大的谜团。
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