一个由中国昌平实验室领导，与圣路易斯华盛顿大学医学院及其他合作伙伴合作的国际研究团队，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，一种称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。当使用一种称为经颅磁刺激（TMS）的非侵入性实验技术针对该网络时，患者的症状改善程度是刺激附近脑区时的两倍以上。
这些发现于2月4日发表在《自然》杂志上，挑战了对帕金森病的长期观点，并指向了一个更精确、更有针对性的治疗方法的新时代。
“这项工作表明帕金森病是一种SCAN障碍，数据有力地表明，如果你以个性化、精确的方式针对SCAN，你可以比以前更成功地治疗帕金森病，”合著者、华盛顿大学医学院神经病学David M. & Tracy S. Holtzman教授、医学博士、哲学博士Nico U. Dosenbach说。“改变SCAN内的活动可能会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年首次在《自然》上描述了SCAN。该网络位于运动皮层内，这是大脑中负责控制身体运动的区域。它的工作是将计划中的动作转化为身体运动，然后监测这些动作是如何展开的。因为帕金森病的影响远不止运动，还涉及消化、睡眠、动机和思维，资深作者、哲学博士刘赫胜与Dosenbach联手，调查SCAN的功能紊乱是否能解释该疾病的广泛症状并作为治疗靶点。
为了验证这一想法，刘赫胜的团队分析了来自美国和中国多个研究中心的800多名参与者的大脑成像数据。该群体包括接受脑深部电刺激（DBS）或经颅磁刺激、聚焦超声刺激和药物治疗等非侵入性疗法的帕金森病患者。健康志愿者和其他运动障碍患者也被纳入以作比较。
揭示异常的大脑连接
分析显示，帕金森病的特征是SCAN与皮层下区域之间存在过度的连接，皮层下区域是参与情绪、记忆和运动控制的大脑区域。在研究考察的所有四种疗法中，当减少这种过度连接时，治疗效果最好。恢复这些区域之间更平衡的关系，有助于使负责计划和协调动作的大脑回路活动正常化。
“几十年来，帕金森病主要与运动缺陷和基底节有关，”即控制肌肉运动的大脑部分，刘赫胜说。“我们的工作表明，该疾病植根于更广泛的网络功能障碍。SCAN与帕金森病相关的关键区域过度连接，这种异常连线不仅破坏了运动，还破坏了相关的认知和身体功能。”
精准治疗显示出早期前景
基于这些见解，研究人员开发了一种精准治疗系统，旨在无需手术的情况下以毫米级精度针对SCAN。该方法使用经颅磁刺激，通过放置在头部的设备向大脑发送磁脉冲。在一项临床试验中，接受SCAN靶向刺激的18名患者在两周后显示出56%的反应率。相比之下，接受附近脑区刺激的18名患者中只有22%有所改善，这意味着有效性增加了2.5倍。
“利用非侵入性治疗，我们可以比目前使用DBS更早地开始神经调控治疗，”因为它们不需要脑部手术，Dosenbach说。
他指出，仍需要更多基础研究来了解SCAN的不同部分如何导致特定的帕金森病症状。
展望未来，Dosenbach计划与其联合创办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区域上方的表面电极带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, and U01NS117836）、国家自然科学基金（81527901, 81720108021, 81971689, 31970979, and 82090034）、国家重点研发计划（2017YFE0103600）、智力与发育障碍研究中心、吉瓦尼斯基金会、华盛顿大学神经疾病希望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，不一定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.在北京品驰医疗科技有限公司的科学顾问委员会任职，并被列为本研究中使用的脑深部刺激器的已授权专利和专利申请的发明人。N.U.F.D.在Turing Medical Inc.拥有财务利益，如果该公司成功销售FIRMM运动监测软件或BullsAI神经调控靶向软件或PACE神经调控系统，他可能会从中获得经济收益。E.M.G.和N.U.F.D.可能会根据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提供的进修教育支持。