你有沒有見過這樣的一幕:一位老人手抖得拿不起勺子,走路像踩在棉花上一樣,一步一晃、步履艱難。但在做了一個小小的手術之后,他就可以重新提起了茶杯,邁開了久違的步伐。這就是“深部腦刺激”(Deep Brain Stimulation,簡稱DBS)能夠帶來的改變。
每年的4月11日是世界帕金森病日。帕金森病,可能比你想象的更常見。全球大約有1000萬人罹患帕金森病[1]。在65歲以上的老人中,每100人里就可能有1到2人正在與這種疾病抗爭[2]。
帕金森病究竟是如何一步步侵蝕患者的身心健康?在這場與疾病的漫長而復雜的對抗中,DBS能否帶來轉機?權衡療效與安全性,技術進展能否改變著全球帕金森病患者的疾病走向?在這篇文章中,我們將一起走進帕金森病與DBS的故事。
故事的起點:一個醫生的街頭觀察
時間倒回到200多年前的倫敦,一位醫生在街頭注意到幾位走路奇怪、手不由自主顫抖的人。他并沒有像旁人一樣只是匆匆一瞥,而是認真地記錄下這些現象,最終寫成了一篇論文。這位醫生的名字叫詹姆斯·帕金森(James Parkinson)。
1817年,他發表了劃時代的文章《論震顫麻痹》(Essay on the Shaking Palsy),首次系統描述了一種奇特的疾病:患者動作遲緩、肌肉僵硬、手抖不止,走起路來步伐踉蹌。他將這種癥狀稱為“震顫麻痹”(Shaking Palsy)。后來,人們為了紀念他的貢獻,將這種疾病命名為帕金森病(Parkinson’s disease)[3]。
更令人驚訝的是,在200多年前,帕金森就已經注意到,除了運動功能受損,患者還會出現睡眠障礙、情緒低落甚至記憶和認知方面的問題。這些后來被稱為“非運動癥狀”,直到近代才逐漸受到重視。
也許,醫學中的許多重要發現,正是源于一位觀察者的細心與好奇。
帕金森病的病因及傳統治療
說到帕金森病,很多人第一反應是“手抖”、“行動遲緩”,但這背后的原因,其實藏在大腦深處的一個叫黑質(substantia nigra)的區域里 [4]。這個區域雖然不大,卻是控制身體運動的關鍵樞紐之一。它通過釋放一種叫多巴胺(dopamine)的神經遞質,來“潤滑”大腦與身體之間的運動指令。多巴胺就像大腦中的“機油”,確保運動指令順暢傳遞到全身。當“機油”枯竭時,身體這臺“機器”就會生銹、卡頓。
但問題也來了:我們能不能用藥物替代或補充腦內多巴胺?于是在1950年代,左旋多巴(Levodopa)誕生了。它可以在體內轉化為多巴胺,有效緩解癥狀,讓很多患者重新動起來。直到今天,它仍是治療帕金森病的經典用藥。
但左旋多巴的缺點也很明顯:左旋多巴的效果會隨著使用時間推移而遞減,有些患者還會出現控制不住的異常動作(如異動癥)。雪上加霜的是,左旋多巴的藥效好時活動靈活,藥效一過,患者就僵硬如雕像[3]。這種突如其來的狀態轉變,被稱為“on-off 效應”,是許多帕金森病患者在中晚期治療中必須面對的一道難關。
為了應對“on-off 效應”,醫生也會聯合使用一些輔助藥物,如MAO-B(單胺氧化酶B型)抑制劑和COMT(兒茶酚-O-甲基轉移酶)抑制劑[5],以延長多巴胺的作用時間,減緩癥狀波動。然而,即使有這些藥物輔助,仍有不少患者在疾病中晚期難以通過藥物穩定控制癥狀。
在藥物之外,醫生們也嘗試過更直接的方式來對抗帕金森病——動手術。早在20世紀中期,醫學界就開始嘗試破壞某些腦區來緩解癥狀。醫生們發現,如果用高溫灼燒掉蒼白球(globus pallidus)或丘腦(thalamus)中一部分異常活躍的區域,病人的手抖、僵硬等癥狀確實能有所緩解[3]。這類手術被稱為“神經核團毀損術”(pallidotomy 或 thalamotomy)。但問題也很明顯,這些操作是不可逆的。一旦“破壞”了大腦中某個關鍵區域,帶來的功能損傷是無法恢復的。
深部腦刺激(DBS)
想象一下:大腦的某個區域出了問題,我們既不需要切掉它,也不用吃一堆藥,而是用一根小小的電極,把“指令”通過電的方式直接送進去,讓大腦重新恢復節奏。這就是“深部腦刺激”。
治療方式
優點
缺點
藥物
非侵入性,起效快
長期效果遞減,副作用明顯
傳統手術
部分癥狀緩解持久
不可逆,風險高
深部腦刺激
可逆、可調,副作用可控
需手術,費用較高
?表1:DBS與傳統帕金森療法的對比
1987年,一個偶然的發現改變了一切[6]。當時醫生們在做“丘腦毀損術”前,為了確定位置是否準確,先用高頻電刺激丘腦中的一個區域。結果令人震驚:患者的手顫立刻停止了!而且手的力量和靈活性一點沒受到影響。
這一下打開了新思路。也許我們根本不需要燒掉大腦某部分,用電刺激就能抑制癥狀。而且,電刺激是可調節的、可逆的、可控的,遠比傳統手術安全靈活。
到了1990年代,研究人員通過靈長類動物模型,確認了兩個特別關鍵的腦區:蒼白球內側部(GPi)和丘腦下核(STN)。這兩個區域,就是今天臨床中最常使用的深部腦刺激靶點。
如今,DBS已經獲得FDA和歐盟CE的認證,成為治療帕金森病、特發性震顫等疾病的主流技術之一[4]。同樣,在中國,DBS已被批準用于治療多種疾病。1998年,DBS首次在我國應用于帕金森病的治療。2016年,DBS進一步獲批用于治療原發性肌張力障礙[7]。
那它到底是怎么起作用的?科學家至今還在研究它的具體機制,目前的理解是:DBS更像是在打亂大腦內一段“壞掉的旋律”。
帕金森病的核心問題之一,是大腦某些區域(比如STN、GPi)開始發出異常的“節律性錯誤信號”。這些信號就像一段不斷重復的錯誤旋律,導致身體出現震顫、僵硬、動作緩慢等癥狀。
而高頻電刺激的作用,就像一段“白噪音”:它不會直接修復故障的地方,而是干擾并覆蓋掉這些錯誤節律,讓大腦的運動網絡重新找回平衡與節奏。
更妙的是,刺激信號不僅只在局部起作用,它還能沿著神經通路向前(順行)或向后(逆行)傳播,把“調節信號”擴散到整個大腦的運動中樞,從而打通了一條被堵塞的神經高速公路。
簡而言之,DBS不是修好了大腦內哪塊“零件”,而是讓整個腦部系統重新協作起來。這也正是深部腦刺激最特別的地方:它不摧毀、不替代,而是與大腦“共舞”,溫和卻有效。
DBS的臨床應用
截至目前,全球已有超過20萬人接受了DBS治療帕金森病,每年仍有數萬例手術在不斷進行 [8]。這項治療方法早已從實驗室走入臨床,成為國際指南推薦的標準療法之一。
在中國,接受DBS手術的患者數量相對較少。根據現有資料,1998年至2019年20年間積累有1至2萬中國患者接受DBS,其中包括了帕金森病、特發性震顫、肌張力障礙等[9]。這與中國龐大的帕金森病患者群體形成鮮明對比[10]。
深部腦刺激手術的過程,其實比很多人想象的要溫和許多。醫生會先利用MRI和CT進行詳盡的術前影像評估,精準定位大腦中需要刺激的“靶點”區域。手術過程中,醫生會使用一種立體定位系統,將細如發絲的電極準確植入目標位置。為了確保效果,患者通常會保持清醒,醫生一邊電刺激一邊觀察身體的即時反應,比如震顫是否減輕、動作是否流暢[4]。完成后,電極會連接到胸前植入的一個“神經起搏器”,這個小裝置會持續發送高頻(通常為130 Hz)電流,就像一位看不見的指揮家,為紊亂的大腦節奏重新打拍子。
?圖2: 顯示了三根四極DBS電極的植入位置,一根位于VIM(丘腦腹中間核),一根位于STN(下丘腦核),一根位于GPi(內側蒼白球) [4]。
術后恢復通常也比預期中快。手術本身是微創的,一般僅需幾個小時完成,不需大面積開顱,而是通過鉆孔植入電極。患者術后幾天內就可出院,但正式啟動刺激往往安排在術后1到2周。在這一階段,神經科醫生會使用外部設備進行參數調節,找到最適合每位患者的刺激設置。
通常在術后1至3個月內,多數患者會明顯感受到癥狀緩解[4]。有些人重新拿穩了筷子,有些人可以自己系扣子、寫字,甚至再次開車出門。為了進一步鞏固療效,許多醫院還會安排術后康復訓練計劃。包括語言治療、動作協調、心理支持、營養管理等綜合干預,這些“軟支持”往往能極大地增強DBS的整體效果,讓患者更快、更穩地重回生活。
關于療效,目前已積累了大量長期臨床數據。DBS對帕金森病最明顯的作用,是改善運動功能:比如緩解手抖、減少僵硬、提升行動速度、降低藥效波動。研究顯示,大約80%的患者術后震顫大幅緩解,超過70%的患者可以減少口服藥物的劑量,從而減輕藥物副作用的困擾[4]。
更令人欣慰的是,DBS在帕金森病患者中的療效可持續10至15年。例如,一項發表于《Journal of Neurology》雜志的研究顯示,DBS在術后15年內仍能有效改善運動功能障礙 [11]。換句話說,DBS不只是短期緩解,更有可能帶來長期穩定。
在這項技術的背后,還有許多真實患者的故事,令人動容。
49歲確診帕金森病時,小學教師西蒙的世界崩塌了。十年后,當藥物逐漸失效,連早晨起床都因劇烈痙攣變得困難時,他選擇了DBS手術。術后恢復并非一帆風順,平衡障礙和語言困難曾讓他陷入低谷,但經過多次設備調試,震顫和痙攣癥狀得到顯著改善。如今,他不僅能重新規劃西班牙露營之旅,更準備好牽著女兒走向婚禮紅毯。“就像中途換馬繼續賽跑,”西蒙說,“雖然要重新適應,但這場人生賽事,我仍在全力沖刺[12]”。
中國患者焦飛9歲就被確診為帕金森病,哥哥也同樣早發病,家庭因此陷入困境。隨著病情加重,他因行動困難、生活無法自理而一度產生輕生念頭,甚至寫下遺書,希望將遺體捐給醫學院做研究。轉機出現在他接受唐都醫院王學廉教授團隊實施的DBS手術之后,癥狀得到了顯著改善。術后,他不僅重拾對生活的信心,還成功完成了一次16公里長跑,并因此被授予“全球英雄”稱號。這個曾想“解脫”的少年,終于跑出了屬于自己的希望[13]。
?圖3:DBS手術后的焦飛正在完成半馬。圖源:[13]
DBS的風險和局限性
盡管DBS能有效改善帕金森病的癥狀,但它并不是沒有副作用。部分患者在術后可能會出現言語困難(如口齒不清)、平衡障礙、情緒波動(例如情緒高漲或沖動行為)甚至抑郁[4]。
不過,好消息是,大多數由電刺激引起的不適是可調節的。通過醫生調節刺激的強度、頻率和節律,這些副作用往往可以減輕甚至消除。“DBS后的調試像是在‘調收音機’,每次微調都可能帶來生活質量的大提升。”
需要強調的是,DBS目前并不能治愈帕金森病,無法阻止神經退行性病變的進程,但可以延緩某些癥狀的發展、減輕藥物依賴。因此,DBS是一種長期的癥狀管理工具,而非終結疾病的手段。患者在接受手術后仍需持續隨訪,定期進行參數優化。
此外,DBS是一項需要長期維護的治療,設備電池需定期更換,如果電量耗盡或系統出現故障,病人可能會迅速出現嚴重的反彈癥狀,甚至需要緊急處理。因此,DBS不僅是一次性的手術,更是一場持續多年的醫學合作,需要患者、家屬與醫療團隊的共同配合。
值得注意的是,雖然從醫學角度來看,DBS對合適的帕金森患者,無論男女,都可能帶來顯著效果。但現實中,男性接受DBS的比例卻明顯高于女性[14]。這種差異并非出自生理適應性,而更多反映了性別相關的社會因素,比如家庭角色認知、照護資源分配、醫療信息獲取、甚至對手術風險的接受程度。在一些文化背景中,女性患者往往在做出醫療決策時面臨更多顧慮和障礙,這無形中影響了她們接受先進治療的機會。
同時,DBS手術及設備維護的費用也可能成為門檻。在尚未實現醫療費用廣泛報銷的地區,這項治療可能對部分患者來說仍不容易負擔。這些問題提醒我們,在醫學技術不斷進步的同時,也需要正視醫療資源公平性與社會支持系統的建設。
DBS的技術展望
隨著科技的不斷進步,DBS技術也在持續演變,為帕金森病患者帶來前所未有的希望。當前,DBS領域的一些最新進展正不斷突破傳統的治療邊界,包括閉環刺激、智能調控、電極精準定位、遠程管理等多項前沿技術。
其中最具代表性的是閉環DBS[15]。與傳統的“恒定輸出”方式不同,閉環系統內置有腦電圖感應器,能夠實時監測大腦特定區域(如STN或GPi)的神經信號,尤其是與運動功能相關的β波活動。一旦發現異常波動,系統會自動調節電刺激的強度,實現“按需治療”。這種自適應機制不僅有助于減輕副作用,還能顯著延長設備電池的使用壽命,被譽為“讓大腦自己說話”的智能技術。
此外,定向電極技術的引入,也使DBS變得更加精準[4]。醫生可以將電流聚焦于特定區域,避免波及周圍不相關的腦組織,從而減少如言語不清、情緒異常等副作用。對患者而言,這不僅意味著更好的療效,也意味著更少的干擾。
遠程編程與診療的發展,則大大降低了患者的后續管理負擔[4]。通過互聯網,醫生可以遠程調整刺激參數、檢測設備狀態,患者無需頻繁前往醫院,尤其對居住在偏遠地區的患者來說,這是一種便捷而安全的福音。
與此同時,研究者也在積極探索優化的電刺激模式,例如改變脈寬、頻率、波形組合等,以實現更加個性化的治療調節[4]。這些定制化參數可能使DBS治療更貼合患者的具體病情,進一步提升療效。
更令人期待的是,未來的DBS系統可能會與人工智能、基因療法或干細胞技術相結合,從“控制癥狀”邁向“干預疾病進程”甚至“神經修復”[15]。這些跨學科的突破可能改變帕金森病的治療范式,為患者帶來真正的長期改善甚至逆轉。
可以預見,未來的DBS將不再只是一個單一的神經刺激器,而是一個融合感知、計算、反饋、調控于一體的“神經接口平臺”。它不僅需要更精密的工程技術,也對醫生的知識結構和臨床判斷提出了更高的要求。在這一進程中,DBS不再只是“插入電極”,而是開啟了腦科學與人工智能融合的全新篇章。
結語
在技術層面,盡管DBS在帕金森病治療中取得了顯著進展,它仍然只是帕金森綜合治療的一部分。DBS主要用于緩解癥狀,但隨著時間的推移,療效可能會逐漸減弱。因此,它需要與藥物治療、康復訓練以及心理支持相結合,才能更好地改善患者的生活質量。
隨著DBS技術的不斷創新和進步,未來這項治療方法將變得更加精確和個性化。然而,隨著技術的復雜性增加,臨床醫生將面臨更多的挑戰,需要不斷提升自己的專業能力,以應對這種多方面、復雜的治療需求,并且最大程度地利用DBS技術的潛力,進一步改善患者的治療效果。
在社會層面,帕金森病的最主要危險因素是年齡,而隨著全球人口的老齡化,帕金森病患者的數量預計將會顯著增加,尤其是在發展中國家。因此,人口結構的變化將加劇帕金森病所帶來的社會負擔。隨著疾病的普及,如何平衡DBS醫療資源的分配和患者的需求,將成為全球社會亟待解決的重要問題。
最后,我們不妨回顧一下詹姆斯·帕金森在其1837年論文中的結語,從中汲取前進的力量 [3]。他曾寫道:
這篇論文的一個重要目的,是喚起那些致力于揭示疾病本質的醫學研究者的關注,特別是對帕金森病的關注。
通過他們仁慈而堅定的努力,我們或許能揭開帕金森病的真正面貌,找到緩解,甚至找到治愈之道。
這段話提醒我們,正是通過無數醫學工作者的努力,我們才有了今天對帕金森病的治療技術和對未來的期待。
科學技術無法阻止衰老,但能為時間賦予尊嚴。
1.Foundation, P.s. Statistics. 2025; Available from: https://www.parkinson.org/understanding-parkinsons/statistics.
2.Brakedal, B., et al., A nationwide study of the incidence, prevalence and mortality of Parkinson's disease in the Norwegian population. NPJ Parkinsons Dis, 2022. 8(1): p. 19.
3.McDonald, C.G., Gavin; Hand, Annette; Walker, Richard W.; Fisher, James, M., 200 Years of Parkinson’s disease: what have we learnt from James Parkinson? Age and Aging, 2018. 209-214.
4.Lees, A.J., J. Hardy, and T. Revesz, Parkinson's disease. Lancet, 2009. 373(9680): p. 2055-66.
5.Hauser, R.A., Levodopa: past, present, and future. Eur Neurol, 2009. 62(1): p. 1-8.
6.Benabid, A.L., et al., Combined (thalamotomy and stimulation) stereotactic surgery of the VIM thalamic nucleus for bilateral Parkinson disease. Appl Neurophysiol, 1987. 50(1-6): p. 344-6.
7.神外前沿. 視頻實錄 |天壇醫院張建國:腦深部電刺激這二十年 國內已超2萬例手術 2019; Available from: https://www.sohu.com/a/350483083_130047?utm_source=chatgpt.com.
8.Sandoval-Pistorius, S.S., et al., Advances in Deep Brain Stimulation: From Mechanisms to Applications. J Neurosci, 2023. 43(45): p. 7575-7586.
9.Zhang, C., et al., An International Survey of Deep Brain Stimulation Utilization in Asia and Oceania: The DBS Think Tank East. Front Hum Neurosci, 2020. 14: p. 162.
10.中國新聞網. 中國帕金森病患者超300萬,逾九成受訪者不知可由手術醫治. 2021; Available from: https://www.chinanews.com.cn/jk/2021/04-03/9446989.shtml.
11.Volonte, M.A., et al., Long term follow-up in advanced Parkinson's disease treated with DBS of the subthalamic nucleus. J Neurol, 2021. 268(8): p. 2821-2830.
12.UK, P.s. Deep brain stimulation: Simon's story. Available from: https://www.parkinsons.org.uk/information-and-support/your-magazine/stories/deep-brain-stimulation-simons-story?utm_source=chatgpt.com.
13.姜飛熊. 用了21年,他把這項帕金森病治療手術做到了國際領先水平. 2020; Available from: https://m.thepaper.cn/baijiahao_7228013?utm_source=chatgpt.com.
14.Hariz, G.M., et al., Gender distribution of patients with Parkinson's disease treated with subthalamic deep brain stimulation; a review of the 2000-2009 literature. Parkinsonism Relat Disord, 2011. 17(3): p. 146-9.
15.Hong, Y.R., Seokyun; Chung, Chun Kee, Evoking artificial speech perception through invasive brain stimulation for brain-computer interfaces: current challenges and future perspectives. Frontiers in Neuroscience, 2024.
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