一名研究人員拿著一個光泵浦磁力計，他們使用這些非侵入性設(shè)備首次記錄了人類迷走神經(jīng)的活動。圖片來源：高通研究所/加州大學(xué)圣迭哥分校
科技日報記者 張夢然
美國加州大學(xué)圣迭哥分校領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊首次表明，可穿戴的非侵入性設(shè)備能在臨床環(huán)境中測量人類迷走神經(jīng)活動。該設(shè)備成功記錄了人類迷走神經(jīng)、頸動脈竇神經(jīng)以及在頸部皮膚和肌肉中發(fā)現(xiàn)的其他自主神經(jīng)的活動。研究發(fā)表于最新一期《自然·通訊生物學(xué)》。
迷走神經(jīng)如同神經(jīng)系統(tǒng)的“高速公路”，它在人體由損傷或感染引起炎癥反應(yīng)中，起著關(guān)鍵作用，并且一直是敗血癥等致命疾病研究的重點。為了向醫(yī)療人員提供一種經(jīng)過臨床驗證的、可用于監(jiān)測神經(jīng)系統(tǒng)活動水平的工具，研究人員設(shè)計了一種靈活的、黏合劑集成的電極陣列。
這種新設(shè)備利用“磁神經(jīng)造影術(shù)”，取代了手術(shù)植入微電極來監(jiān)測或激活迷走神經(jīng)，做到了無創(chuàng)、準(zhǔn)確且實時。該設(shè)備的原理是能準(zhǔn)確“感應(yīng)”神經(jīng)活動產(chǎn)生的磁場，這些磁場脈沖可警示神經(jīng)系統(tǒng)受到的“威脅”。
研究人員在9名成年人受試者中測試了該設(shè)備。患者們被注射了毒素脂多糖，在體內(nèi)誘導(dǎo)一種暫時的過度炎癥狀態(tài)，模仿了與血液感染相關(guān)的炎癥。而在患者注射脂多糖后的半小時內(nèi)，該設(shè)備已檢測到他們右耳以下的神經(jīng)活動發(fā)生了變化。研究人員證實了神經(jīng)活動的增加和通過血液樣本釋放的炎癥蛋白。他們還記錄了整個過程中心率的變化，以及兩個部位的神經(jīng)放電與特定炎癥細胞因子、抗炎細胞因子變化之間的關(guān)系。
借助新技術(shù)，醫(yī)生們成功識別出有高風(fēng)險發(fā)生與敗血癥相關(guān)的并發(fā)癥和死亡率的兩組患者。未來該設(shè)備還可用于確定相關(guān)治療是否能有效減少體內(nèi)炎癥，從而定制針對個體患者神經(jīng)系統(tǒng)的治療劑量。
迷走神經(jīng)支配頸部、胸腔內(nèi)器官及腹腔內(nèi)大部分臟器，調(diào)節(jié)循環(huán)、呼吸、消化三個系統(tǒng)。但就是這么一條關(guān)鍵“高速公路”，其監(jiān)測一直只能用手術(shù)侵入性手段來實現(xiàn)?，F(xiàn)在，一種非侵入的可穿戴設(shè)備，第一次成功監(jiān)測了該神經(jīng)并向人們提供了病原體感染及炎癥的早期診斷標(biāo)志物。更重要的是，它并非只是試驗階段，而是已經(jīng)實際應(yīng)用了——美國加州大學(xué)圣迭哥分校雅各布斯醫(yī)療中心的重癥監(jiān)護室已部署了該設(shè)備開始幫助大量患者。
