為了“看清”深部腦刺激是怎樣治療神經(jīng)疾病的，來(lái)自中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心和北京大學(xué)等單位的研究人員，研制了一種基于石墨烯纖維的高度兼容磁共振成像(MRI)的深部腦刺激(DBS)電極，在帕金森癥大鼠模型上，實(shí)現(xiàn)了DBS下整腦范圍內(nèi)完整深部功能磁共振成像(fMRI)腦激活圖譜的掃描，發(fā)現(xiàn)了DBS治療帕金森癥效果與不同腦區(qū)激活之間的關(guān)聯(lián)。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然·通訊》雜志上。

傳統(tǒng)用于DBS的電極通常會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)的嚴(yán)重扭曲，使電極周圍的大面積部位被電極偽影遮擋而變得不可見，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)和fMRI對(duì)大腦的成像和大腦活動(dòng)的檢測(cè)。

新研制的石墨烯纖維DBS電極具有高于同尺寸鉑銥電極70倍的電荷注入容量。在9.4T高場(chǎng)MRI中，該電極的偽影比同尺寸鉑銥電極小得多，并且該電極在施加連續(xù)大電流脈沖的條件下，表現(xiàn)出了高穩(wěn)定性。利用石墨烯纖維電極，以丘腦底核為刺激靶點(diǎn)的DBS，顯著提高了帕金森癥大鼠的運(yùn)動(dòng)能力，減輕了帕金森癥導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)障礙。

論文共同通訊作者、中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員梁智鋒表示，實(shí)現(xiàn)全腦范圍內(nèi)fMRI腦激活圖譜的完整掃描對(duì)解析DBS治療神經(jīng)疾病的機(jī)理、理解DBS對(duì)大腦的神經(jīng)調(diào)控作用有重要價(jià)值。利用該電極，在帕金森癥模型大鼠中DBS-fMRI的同步聯(lián)用，得到了DBS激活的包括刺激靶點(diǎn)在內(nèi)的完整fMRI圖譜，發(fā)現(xiàn)帕金森癥大鼠運(yùn)動(dòng)速度的提高與大鼠運(yùn)動(dòng)皮層、內(nèi)側(cè)和外側(cè)蒼白球、丘腦底核和尾狀殼核的激活程度正相關(guān)，這些結(jié)果暗示了DBS的機(jī)理有可能是通過(guò)正向和反向激活運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)的。