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电击舌头或能改善听力

本文作者: 1周前 (10-15)

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电击舌头或能改善听力

头上戴着耳机,嘴里含着电极,这套设备让使用者看起来有点滑稽,但它可能具备长期改善耳鸣症状的潜力,通过对大脑施加恰当的刺激使之“忘掉”耳鸣。不过这项技术目前才刚刚起步,其效果还需要进一步验证(还有,不要将手机充电线放进嘴里)。

耳鸣是一种耳朵中出现持续嗡鸣声的症状。大部分人都曾经历过短暂的耳鸣,根据美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention )的数据,这种症状持续困扰着 10%-15% 的人口,并且目前还没有针对耳鸣的有效治疗手段。

近来,一项研究提出了可能具有长期疗效的新疗法:给患者播放一系列不同频率的纯音频,同时电击他们的舌头。实验初步证明这能够有效治疗耳鸣症状,使听力得到长期改善,效果可持续一年以上。

有一种耳鸣叫“脑补过度”

明尼苏达大学(University of Minnesota)生物医学工程师 Hubert Lim 是意外发现舌头与耳鸣之间的联系的。

根据 Science News 的报道,许多年前,Lim 曾经尝试通过一种叫做脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)的技术修复患者的听力。这种技术需要研究者将铅笔粗的电极插入患者脑子,通过电击大脑的方式对患者进行治疗。在一次治疗过程中,他不小心让电极的位置偏离了目标区域(Lim 表示这在 DBS 操作中是很常见的情况)。当他在偏离区域开启电流时,一位受到多年耳鸣困扰的患者突然说:“我的耳鸣不响了!”

耳鸣分为不同种类,一类耳鸣患者听到的是真实的声音,这种声音可能来自于耳中肌肉的反复收缩。但对于很多人来说,出现耳鸣的病因来自于大脑。一种可能的解释是,耳鸣可能始于听力缺失,是大脑对耳朵听不见的频率进行过度补偿的结果。

我们的大脑通过复杂的神经网络调节我们处理日常事务的能力,但有时,这个黑匣子中的通路也会“搭错线”,导致包括耳鸣、抑郁、记忆缺失甚至癫痫发作等症状。针对这些症状,我们可以通过神经调节(neuromodulatory)疗法来重新“校准”这些连接异常的神经元。

在当时,神经调节疗法仍然是一个侵入式操作,研究人员需要掀开患者的头盖骨,刺激深脑结构。而在那次操作失误的实验中,Lim 意外发现刺激大脑中的躯体感觉区域可能缓解耳鸣症状,这部分区域与触觉相关。他由此想到:能不能直接对体表进行电流刺激,从而激活大脑中的体感通路呢?

用微弱电流重新“校准”大脑

2009 年,Hubert Lim 在明尼苏达大学创立了自己的实验室,开始尝试通过非侵入式的刺激激活大脑。他提出了多重模式同步化治疗疗法(Multimodal Synchronization Therapy,mSync),随后对豚鼠下手了。这次尝试于 2015 年发表在《科学报告》(Scientific Reports)上。

在实验中,Lim 使用针状电极对豚鼠进行了体表及体内的刺激。此时 Lim 还不清楚刺激豚鼠身体的什么位置能够改变它们的听觉可塑性,于是他们测试了所有看上去合理的部位:包括豚鼠的脖子、左右耳乳突、肩膀和后背,还有它们的舌头。根据豚鼠的听觉通路神经放电信号变化,他们发现,电击豚鼠体表能够显著影响听觉中枢的神经元活动,其中电击舌头的效果最好。

电刺激可以激活、调节大脑中范围较大的区域,但是如何实现对大脑的“精准调节”呢?部分研究显示,对患者同时施加电刺激与其他外界刺激,可以实现更精确、更有效的调节。举个例子,假设施加在患者周围神经的电流能够影响大脑中的数个相互连接的神经区域 a,施加一个精确的输入刺激(比如某一个频率的声音刺激)能激活范围更精确的大脑区域 b;如果区域 b 处在区域 a 之内,我们就能够“精准调节”大脑中对于这两部分刺激的联结(配对可塑性)。Lim 表示:“通过这种治疗设备(电流)与环境刺激(声音),我们能够将大脑的关注点从耳鸣转移到其他的声音上去。”

他因此作出假设:我们能够以非侵入式的方法同时刺激两部分神经元,激活两部分目标神经元间的联系,同时解除其他神经元之间的联系。通过对这两部分神经元的重复刺激,我们或许能够改变造成耳鸣的异常神经元的神经可塑性,让患者不再“听见”脑子里不存在的声音。

听“电子乐”,“吃跳跳糖

随后,双通路神经调节疗法(bimodal neuromodulation approach)被应用到了人类被试身上。Lim在自己担任技术总监的科技公司 Neuromod 开发了一套治疗设备,包含一副蓝牙耳机与一块由 32 个电极组成的接线电极板。在实验过程中,蓝牙耳机会播放变换频率的纯音调,叠加在“听起来像电子音乐”的背景音上。被试需要将电极板放在嘴里,蓝牙耳机播放“音乐”时,电极板将同时轻微电击被试舌头的上表面。尽管口含电极板听起来十分吓人,但 Lim 本人表示,这种微弱的电流带来的刺激和吃跳跳糖的感觉差不多。

他们在 326 位耳鸣患者中测试了这项疗法,该测试成果于 10 月 7 日发表于《科学-转化医学》(Science Translational Medicine)。研究团队使用随机双盲实验,将 326 名被诊断有主观耳鸣症状的被试分为 3 组,进行每天 1 小时、为期 12 周的治疗。疗程结束后,被试在耳鸣症状量表(THI,TFI)上的表现显示,74.7%-88.8 %的患者听力得到了明显的提升。最为重要的是,这种听力提升具有持续性——追踪检测结果显示,实验结束 12 个月后,被试仍能维持提升后的听力水平。

这项研究对许多饱受耳鸣困扰的患者来说是一个福音:相比于往脑子里插电极,电击舌头听起来像是不错的选择。不过,尽管 Hubert Lim 的疗法被许多人看作开创性的研究,这仍然是一项全新的技术,其效果还有待进一步验证。Lim 拒绝对 IEEE Spectrum 透露公司是否向美国食品药品监督管理局(FDA)提交了医疗器械审批申请。而来自牛津大学的神经学家 Victoria Bajo 在接受 Science News 采访时指出,在 Lim 的实验中缺少了空白对照组的实验表现,因此我们无法排除该疗效可能来自于患者症状的自然改善或安慰剂效应。她认为,尽管这个疗法很有潜力,但“目前我们才刚刚开始”。

相关论文 Conlon, B., Langguth, B., Hamilton, C., Hughes, S., Meade, E., Connor, C. O., … & Subramaniam, T. (2020). Bimodal neuromodulation combining sound and tongue stimulation reduces tinnitus symptoms in a large randomized clinical study. Science Translational Medicine, 12(564).

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