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幻肢痛的新疗法来了!最新理论表明这可能是因为神经元太“闲”了

2018-09-07 17:26:04 来源: 前瞻网 作者:
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图:病人失去了右臂,可以在增强现实(AR)的屏幕上看到自己的虚拟肢体。他可以通过附着在皮肤上的电极来控制它,使病人能够刺激和重新激活大脑中那些休眠的区域。

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图:病人失去了右臂,可以在增强现实(AR)的屏幕上看到自己的虚拟肢体。他可以通过附着在皮肤上的电极来控制它,使病人能够刺激和重新激活大脑中那些休眠的区域。

(图源:ScienceDaily)

瑞典查尔默斯理工大学的Max Ortiz Catalan博士开发了一种新的理论来解释这一神秘病症的起源——“幻肢痛”。

发表在《神经学前沿》(Frontiers in Neurology)杂志上的这一假设,是建立在他之前的工作基础上的。

幻肢疼痛是一种很难理解的现象,在这种情况下,失去肢体的人可能会经历严重的疼痛,似乎疼痛来自身体缺失的那部分。

这种情况会严重削弱患者的体质,并会大幅降低患者的生活质量。

但目前关于其起源的观点不能解释临床发现,也不能为其研究和治疗提供全面的理论框架。

现在,查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)副教授马克斯•奥尔蒂斯•加泰罗尼亚(Max Ortiz Catalan)发表了一篇论文,提出了一个很有前途的新理论——他称之为“随机纠缠”。

他提出,截肢后,与缺失肢体相关的神经回路失去作用,变得容易与其他神经网络纠缠在一起——在这种情况下,神经网络负责感知疼痛。

“想象你失去了你的手。这样一来,你的大脑和神经系统就会有一大块神经没有工作。它停止处理任何感官输入,停止产生任何运动输出,用以移动你的手。它会变得空闲——但不是沉默。”Max Ortiz Catalan解释道。

神经元从来不会完全沉默。当不处理某项工作时,他们可能会“随便开火”。这可能导致感觉运动神经网络的那部分神经元同时放电,与疼痛感知网络同时放电。当它们一起“开火”时,就会在身体的那个部位产生疼痛的感觉。

“通常情况下,零星的‘同步射击’没什么大不了的,因为它只是背景噪音的一部分,不会引人注目,”Max Ortiz Catalan继续说道。

“但对于肢体缺失的患者来说,这种情况可能会在几乎没有其他因素同时发生的情况下突显出来。这可能会导致一种令人惊讶的、情绪激动的体验——在你没有的身体部位感到疼痛。”

不幸的是,这种奇异的感觉可以加强神经连接,使其突出,并帮助建立你本不需要的联系。

通过一个被称为“赫布定律”(Hebb’s Law)的原理——即突触前神经元向突触后神经元的持续重复的刺激可以导致突触传递效能的增加。

连接在一起并一起“开火”的神经元,如感觉运动神经和疼痛感知网络中的神经元,它们相互缠绕,导致幻肢疼痛。

新理论还解释了为什么不是所有截肢者都患有这种疾病——这种随机性,意味着在所有的患者中,可能不会每个人都经历这种同时发生神经元放电的事情。

在这篇新论文中,Max Ortiz Catalan继续研究了这个理论如何解释幻影运动执行(PME)的有效性,这是他之前开发的一种新的治疗方法。

在PME治疗过程中,附着在患者残肢上的电极能够接收到为缺失肢体准备的电信号,然后通过人工智能算法将其转换为虚拟肢体的实时运动。

病人们在屏幕上看到自己的影像,用数码渲染的肢体代替了缺失的肢体,然后就能控制它,就像控制自己的生物肢体一样。

这使得病人能够刺激和重新激活大脑中那些休眠的区域。

“病人可以开始重新使用那些闲置的大脑区域。利用这种电路有助于削弱和断开与疼痛网络的纠缠。”

这是一种“赫布逆定律”——这些神经元分开放电越频繁,它们之间的联系就越弱。

“或者,它可以被预防性地使用,从一开始就防止这些联系的形成。”他说。

PME治疗方法以前被证明可以帮助其他治疗失败的病人。

确切地了解它的原理能有所帮助,对于确保以最有效的方式正确地使用这种治疗方法是至关重要的。

Max Ortiz Catalan的新理论可以帮助解开关于幻肢疼痛的一些谜团,并为一些受影响最严重的患者提供缓解的方法。

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