據外媒報道，紐約大學醫學院的研究人員開發了一種大腦植入物，旨在實時檢測疼痛感覺，並提供陣發性的疼痛緩解刺激。該設備仍處於深度實驗階段，但一項新的概念驗證研究表明，它在嚙齒動物模型中有效地發揮作用。
在大腦植入的世界里，科幻小說和現實之間的鴻溝仍然相當巨大。除了一些令人振奮的人體試驗顯示植入物的癱瘓者恢復了觸覺或用意念控制計算機外，該領域的大多數研究仍處於初級階段。動物試驗展示了漸進的技術進步。現在，研究人員已經開發出一種界面，可以檢測大腦的一個部分的疼痛信號，並立即對大腦的另一個部分作出刺激反應，以緩解這種疼痛。
該系統被稱為閉環腦-機接口。這些設備以前曾被探索用於檢測和治療癲癇發作，但這是該系統第一次被用於治療疼痛。
研究中提出的實驗裝置與兩個大腦區域相連接。一個電極陣列檢測和解碼前扣帶皮層的疼痛信號，而一個光遺傳系統刺激前額葉皮層前區的錐體神經元以提供疼痛緩解。這就形成了一個實時的神經反饋迴路，在疼痛出現時立即予以抑制。
這項新研究的資深作者王靜說，該系統的自動化性質降低了過度使用和容忍的風險，因為受試者無法控制疼痛緩解的激活。此外，由於該系統專註於抑制大腦中的疼痛處理，它不應該與已知導致成癮問題的阿片類獎勵區域相聯繫。
在嚙齒動物測試中，研究人員報告說，該設備在80%的時間裡有效地檢測到了疼痛感。這包括各種不同類型的疼痛輸入，從機械或熱痛到炎症性和神經性疼痛
該系統還有效地抑制了動物的一些感覺和行為上的疼痛反應，這表明它確實在提供急性疼痛緩解。例如，一項測試顯示，當植入物開啟時，動物從疼痛來源處撤回其爪子的速度明顯更慢。這表明疼痛感的強度因該設備而降低。
“我們的研究結果表明，這種植入物提供了一種有效的疼痛治療策略，即使是在傳統上難以確定或管理的癥狀的情況下，”研究人員指出。
當然，這項研究仍然是深入的實驗性的，離某種現實世界的人類疼痛緩解的大腦植入物還很遠。除了在實際將這種技術植入人類大腦時有待克服的生理障礙之外，研究人員還坦率地說了轉化這一想法的挑戰。
人類沒有明確劃分的大腦區域來單獨管理和處理疼痛，因此需要更多的研究來確定理想的區域，以確定檢測和治療系統。同樣不可避免的是，對某些區域的一般性大腦刺激將產生超出疼痛控制的非特異性效果。因此，為了使其在人類中完全有用，研究人員將需要改進該技術的特異性。
儘管如此，這個概念性演示指出了未來閉環大腦植入物的一系列令人難以置信的可能性，即實時跟蹤任何數量的不同輸入，並提供即時的治療性神經調節作為回應。該項目的首席研究員張喬生認為，這樣的系統也可以治療許多精神疾病。
張喬生說：“我們的結果表明，這個設備可能有助於研究人員更好地了解疼痛在大腦中的作用。此外，它可能讓我們找到其他神經精神疾病的非藥物療法，如焦慮、抑鬱和創傷后壓力。”
這項新研究發表在《自然-生物醫學工程》雜誌上。