由中国昌平实验室牵头，联合圣路易斯华盛顿大学医学院及其他合作伙伴的国际研究团队，已确定了一个与帕金森病核心特征相关的特定脑区。研究人员发现，一个名为躯体-认知动作网络（SCAN）的大脑网络在该疾病中起着关键作用。当使用一种名为经颅磁刺激（TMS）的非侵入性实验技术针对该网络时，患者症状的改善程度是刺激附近脑区时的两倍以上。
该发现于2月4日发表在《自然》杂志上，挑战了长期以来对帕金森病的看法，并指向一个更精准、更具靶向性的治疗新时代。
"这项工作表明帕金森病是一种SCAN网络紊乱疾病，数据强有力地表明，如果你以个性化、精准的方式靶向SCAN网络，你能比以往更成功地治疗帕金森病，"合著者、医学博士、哲学博士Nico U. Dosenbach说，他是华盛顿大学医学院的David M. & Tracy S. Holtzman神经学教授。"改变SCAN网络内的活动可以减缓或逆转疾病的进展，而不仅仅是治疗症状。"
理解SCAN及其在运动和思维中的作用
Dosenbach于2023年在《自然》杂志上首次描述了SCAN。该网络位于运动皮层内，这是大脑负责控制身体运动的区域。它的任务是将计划中的动作转化为实际的身体运动，然后监控这些动作的展开过程。由于帕金森病的影响远不止于运动，它还影响消化、睡眠、动机和思维，资深作者刘河生博士与Dosenbach合作，研究SCAN网络的紊乱是否可以解释该疾病广泛的症状，并作为一个治疗靶点。
为了验证这一想法，刘的团队分析了来自美国和中国多个研究中心800多名参与者的脑成像数据。该群体包括接受脑深部电刺激（DBS）或非侵入性治疗（如经颅磁刺激、聚焦超声刺激和药物）的帕金森病患者。研究中还包括了健康志愿者和患有其他运动障碍的个体作为对照。
揭示异常的脑连接
分析显示，帕金森病的特点是SCAN与皮层下结构（一个涉及情绪、记忆和运动控制的脑区）之间的连接过度。在该研究检查的所有四种疗法中，当治疗减少了这种过度连接时效果最佳。恢复这些区域之间更平衡的关系有助于使负责规划和协调动作的脑回路活动正常化。
"几十年来，帕金森病主要与运动缺陷和基底节（控制肌肉运动的大脑部分）相关联，"刘说。"我们的工作表明，该疾病根源于更广泛的网络功能障碍。SCAN与帕金森病相关的关键区域存在过度连接，这种异常连接不仅干扰运动，还干扰相关的认知和身体功能。"
精准治疗显现早期希望
基于这些见解，研究人员开发了一套精准治疗系统，旨在以毫米级精度、无需手术地靶向SCAN。该方法使用经颅磁刺激，通过一个放置在头部的装置向大脑传递磁脉冲。在一项临床试验中，18名接受SCAN靶向刺激的患者在两周后显示出56%的应答率。相比之下，18名接受附近脑区刺激的患者中仅有22%得到改善，这代表着有效性提升了2.5倍。
"通过非侵入性治疗，我们可以比目前使用DBS的做法更早地开始进行神经调控治疗，"Dosenbach说，因为这些治疗不需要脑部手术。
他指出，仍需要进行更多基础研究，以了解SCAN的不同部分如何导致特定的帕金森病症状。
展望未来，Dosenbach计划与他共同创立的华盛顿大学医学院初创公司Turing Medical启动临床试验。这些研究将测试一种非侵入性疗法，该疗法使用放置在SCAN区域上的表面电极条来解决帕金森病患者的步态问题。他还打算探索低强度聚焦超声，作为另一种利用声能改变SCAN活动的非侵入性方法。
这项工作得到了昌平实验室、美国国立卫生研究院（MH096773、MH122066、MH121276、MH124567、NS129521、NS088590、R01NS131405、U01NS098969和U01NS117836）、国家自然科学基金（81527901、81720108021、81971689、31970979和82090034）、国家重点研发计划（2017YFE0103600）、智力与发育障碍研究中心、Kiwanis基金会、华盛顿大学霍普神经疾病中心以及安徽省神经精神疾病与心理健康协同创新中心（2020xkjT05）的支持。内容仅由作者负责，并不代表美国国立卫生研究院的官方观点。
H.L.是Neural Galaxy Inc.的首席科学家。L.L.担任北京品驰医疗设备有限公司的科学顾问委员会成员，并且是本研究中所使用的脑深部刺激器的已授权专利和专利申请的发明人之一。N.U.F.D.在Turing Medical Inc.拥有经济利益，如果该公司成功将FIRMM运动监测软件、BullsAI神经调控靶向软件或PACE神经调控系统商业化，他可能会从中获得经济利益。E.M.G.和N.U.F.D.可能根据在华盛顿大学医学院开发并授权给Turing Medical Inc.的FIRMM技术获得版税收入。N.U.F.D.是Turing Medical Inc.的联合创始人。这些潜在的利益冲突已经过审查并由华盛顿大学医学院管理。S.L.为Iota Biosciences提供咨询。P.A.S.接受美敦力和波士顿科学的资助用于专科医师培训教育。