癲癇發作可預測!控制「異樣放電」時機 科學家估10年內阻斷症狀

國際中心綜合報導

癲癇是種普遍的腦部疾病,根據統計,全球有百分之一人口常年受癲癇所苦,歷史上亦有不少名人如凱薩、梵谷都是癲癇患者。過去人們總認爲癲癇發作無法預測,這令病患家屬常有股揮之不去的壓力,懼怕如常人一般生活。近來有研究證實,癲癇發作前的確存在明顯「徵兆」,只要觀測神經網絡內是否有恢復力消失情形,即可預知發作時機

腦神經網絡示意圖。(圖/取自Pixabay)

最新《自然神經科學》期刊(Nature Neuroscience)所刊載的研究指出,一組跨國團隊發現在腦神經網絡中,特殊的頻率神經活動(high frequency activity)與所有「類癲癇發作」有密切相關;每次發作前,該高頻率神經活動皆出現走勢一致的質變與性變,此趨勢變化反應了神經網絡的恢復力正逐漸消失,進而導致類癲癇發作。

這一點令研究團隊十分興奮,因爲不僅在腦神經網絡中,即便是其他複雜系統,如冰河期全球氣溫驟降,或者1929年經濟大恐慌,皆可觀測到「系統回覆到正常狀態能力逐漸衰退」的現象,顯示兩種狀態間的轉換並非突如其來、無法預測的,「消失的恢復力」即是預告災難即將降臨的指標

研究人員活體癲癇鼠,甚至臨牀癲癇患者身上,皆驗證了神經網絡內的恢復力消失,是癲癇發作的通則。該研究第一作者張巍礩博士表示,「過去我們不知道要用何種生理訊號來預測癲癇發作,在未來,透過即時電腦分析,發作時機將不再如此難以掌握,更可及早準備症狀來臨。」

除了癲癇發作的規則外,此項研究更具衝擊性突破在於重新定位「發作間期癲癇樣放電」(interictal epileptiform discharges,簡稱異樣放電)的角色

異樣放電常見於癲癇患者的腦電波紀錄裡,在近代相關研究中,有半數結果認爲異樣放電會誘發癲癇發作,另一半卻堅稱異樣放電可抑制癲癇發作。本次研究中,終於證實異樣放電長久以來多變的角色,取決於「神經網絡的瞬時狀態」,它同時具備早期抑制及後期觸發癲癇發作的效果,只要適切調整異樣放電的介入頻率、時機及強度,有可能永久性阻斷癲癇發作。

▼電腦模擬顯示「異樣放電」頻率及強度,左右癲癇發作發生率關係圖。(圖/取自《自然神經科學》期刊)

張巍礩進一步說明,「如果發現病人內在的異樣放電不利於控制癲癇發作,可以立即加以阻斷;或者進行更積極的作爲,透過觀察高頻率神經活動的訊號,在適切時機導入人工誘發的異樣放電,產生抑制癲癇發作的效果。」

研究團隊樂觀表示,他們已經找到控制癲癇發作的關鍵,未來在配合植入電極、即時電腦運算、腦部深度刺激,以及局部給藥等科學技術的長足進步下,預估5至10年間,即可應用至癲癇患者身上。

資料來源:自然神經科學