
小鼠每日1小时高脂肪(HF)暴露期间的干预期的示意图,以及不同电刺激方案对HF摄入的结果
想减肥,但又管不住嘴……近日,美国斯坦福大学的一项研究试图通过控制大脑阻截食物的诱惑——在大脑中植入芯片,想吃东西时,芯片就会适量放电,摧毁过度的食欲。
据英国《镜报》报道,六名病态肥胖患者自愿参加了这项临床试验,当他们想暴食时,这种芯片便会对他们的大脑产生刺激。
斯坦福大学Casey Halpern博士介绍,该芯片称为反应性神经刺激系统(RNS),在植入大脑后,它会连续记录分析大脑的活动。
这种芯片最初研制的目的是帮助治疗癫痫患者,它由医疗技术公司NeuroPace开发。该芯片一旦植入大脑,它就会追踪大脑活动,监控大脑运作方式,当芯片检测到癫痫发作前发生的某种模式时,芯片会给患者一个轻微的电击。
最近《美国国家科学院院刊》发表的一项研究表明,同样的技术也可以用来阻止暴食模式。
对小鼠开展的试验表明该芯片可阻止习惯性或不受控制的行为。研究人员记录了来自小鼠“伏隔核”(NAc)的局部场电位,发现1-4Hz振荡的功率可以有效触发神经刺激,从而减少小鼠进食的行为。
此外,在研究过程中,研究人员发现人类的NAc也出现了类似的振荡,因此他们认为该方法可以在人类身上尝试并起到控制一些疾病的作用。
该项研究的重点在于大脑的“快乐中枢”——伏隔核区域,它控制着与饥饿感、饱腹感以及身体新陈代谢有关的激素水平,并且与奖赏和成瘾的感觉紧密相关。
众多研究表明,当涉及大脑对食物的反应时,伏隔核经常被激活,增加与暴饮暴食或肥胖风险相关的因素,也就是说,当肥胖者看到高热量食物时,这一区域的活动会更加活跃。
研究人员表示,对老鼠的研究结果表明,RNS具备治疗顽固性行为障碍的潜力,例如饮食失调、肥胖、成瘾等,而这些行为障碍以前未被认为可以通过神经外科手术方法治疗。
目前,斯坦福大学的科研人员正在测试该方法是否也对例如暴食等“饮食失控”的人起作用。
该试验计划在接下来的五年内进行,RNS芯片将在六位志愿者大脑中植入18个月。
并非所有人都能参与该试验,身高超过170厘米、体重达到130公斤以上的成年人才可以参与这项试验。Casey Halpern表示:“这些患者基本上都会死于肥胖。”
实际上,其他试图治疗肥胖的临床试验也使用了类似的方法,该方法被称为深部脑刺激(DBS)。以治疗帕金森综合征最常使用的DBS为例,它会产生连续的电流,但是,RNS则只在检测到目标活动模式时才会发出电击。
值得关注的是,该研究还面临如何将大脑对高脂肪食物的反应和对健康食物的反应,以及日常其他事物带来的喜悦和快感区分开来的挑战。如果该芯片的刺激会消除大脑产生的所有愉悦和进食快感,是否会使患者失去对事物的兴趣,从而导致精神抑郁等新的问题,还有待进一步研究。
(田瑞颖)
相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.1712214114
《中国科学报》 (2019-09-19 第7版 信息技术)