
神外前沿訊,近年來,國内神經外科神經内科等科室的臨床醫生對腦功能等領域的基礎研究越來越重視。
但所謂術業有專攻,臨床專家和基礎科學家應該有着哪些合理分工,在哪些領域怎樣配合,才能發揮自身最大優勢和價值?
近日,在2018天壇國際癫痫會議舉行期間,(詳見[參會筆記]癫痫療效進步的邏輯在哪裡-記2018天壇國際癫痫會議舉行),清華大學醫學院生物醫學工程系洪波教授接受了神外前沿的訪談。
洪波教授緻力于腦功能網絡的基礎研究,其團隊與神經外科合作,借助臨床電生理手段,可擷取到精細的大腦皮層電信号,并結合影像學方法,揭秘語言等認知過程中大腦不同功能區之間的精細協作。
以下是訪談實錄:
研究内容
神外前沿:在您所做的基礎研究中,能應用到臨床的主要有哪些方面?
洪波:我們關注的是腦功能,包括大腦運動、語言功能,尤其是這些年對于語言功能的研究更加深入,因為神經外科如癫痫外科切除癫痫竈後很難避免累及到運動區或語言區。
以前觀點認為大腦運動、語言區都是局竈化的,現在的研究逐漸傾向于它是一個網絡系統,而不是一個點。是以需要精準地把功能邊界、腦區連接配接了解清楚,這個過程就需要基礎研究參與進來。
我們借助癫痫外科臨床的電生理手段,把電極放在大腦表層或深部,得到非常重要的大腦功能信号,利用這些信号把大腦語言區的功能網絡描述清楚,目的是給癫痫外科、内科醫生的手術規劃、決策提供參考,在切除癫痫竈與保護好功能區之間更好地權衡。
神外前沿:您的這些研究可以應用于膠質瘤嗎?還是隻針對癫痫外科?
洪波:一樣的,都有應用。
神外前沿:膠質瘤專業醫生好像更關注語言區的保護?
洪波:是的,因為很多膠質瘤是和語言區交疊的。
神外前沿:有專家研究過英語的語言區和漢語的語言區是在不同地方的?
洪波:可以這麼說,核心語言功能是一樣的。但漢語是調性語言,涉及到聲調的處理,這一點比較特殊,可能需要運動和運動前區的參與,這是一項新發現。臨床上或許可以利用這項發現,通過運動區的激活來促進手術性失語的康複。
臨床應用前景
神外前沿:您所做的基礎性研究指導臨床應用的媒介是什麼?
洪波:我們主要關注顱内腦電,可以是大腦皮層表面電極ECoG或者深部電極SEEG。可以把每個點的電活動用動态圖像展現出來,每個皮層位置的活動強度,以及功能相關性,都可以将其導入到機器人無架構立體定向手術輔助系統,就像導入癫痫竈和腦瘤位置資訊一樣。
神外前沿:這項研究目前進入哪個階段了?
洪波:現在已經有了顱内腦電功能定位和網絡分析樣機,處于臨床前研究階段,真正把它變成臨床裝置,需要做臨床試驗,以一定的病例數證明其有效性。
神外前沿:您的研究目前取得了什麼直覺的效果?比如語言區的保護、術後失語風險降低百分比。
洪波:現在還處在基礎階段,主要是對語言網絡的了解和分析,下一個階段才會和臨床病例結合起來,以證明這個發現是有臨床價值的。
神外的機會
神外前沿:您認為神經外科醫生參與腦科學研究有機會嗎?
洪波:在中國肯定是有更大機會的。一方面,在基于動物模型的神經科學研究中,我們在人才、技術、學科基礎方面和國際水準都有差距,近些年發展很快,正在努力趕上。另一方面要充分發揮我們國家神經外科豐富的臨床資源優勢,直接關注人腦功能這一關鍵領域。可以看出,現在國内的神内、神外臨床醫生對基礎研究非常重視,也願意和基礎科學家合作。如果這個趨勢持續下去,圍繞人腦進階認知功能和疾病,強調基礎和臨床的合作。我相信中國一定可以在腦科學領域超越歐美國家,或者說至少可以另辟蹊徑,走一條不一樣的路。
神外前沿:您的基礎研究和臨床醫生所做的研究,雙方對接口的地方最有可能在哪裡?
洪波:這個要分階段來。首先我們要圍繞臨床診療做基礎和臨床的結合,比如把大腦比作成一個機器,能把壞的機器修好就表明對機器的原理了解很深入了。以癫痫的診療為例,我們面對的問題是如何把一個壞了的大腦修好,這其中涉及到的神經機理不簡單,可以先把“看病”“修機器”這件事做好,相信在這條路上的探索,也能把腦科學的一些根本問題解決好。回頭看腦科學的發展曆史,運動、記憶、語言等進階腦功能的重要發現都有神經内外科醫生的貢獻,他們在臨床實踐中的新觀察,經過與基礎科學家的合作探究,成為規律性的發現。
發現問題更重要
神外前沿:那麼對于臨床醫生,發現問題更重要?
洪波:對,臨床醫生提出問題,和基礎科學家共同解決。其中有兩件事情很重要:第一,臨床醫生提出他們解決不了的問題,比如覺得語言定位很困難,提出這一問題後,基礎科學家可以協作解決;第二,臨床醫生在臨床實踐中發現了新現象,比如術中腦刺激引起的特殊功能行為,如果報告出來,也能為腦功能研究帶來很多啟發。功能神經外科的鼻祖Wilder Penfield醫生就是通過這樣的臨床觀察,揭示了運動與語言功能的一些重要規律。如果對于新問題新現象刨根問底,做出新的診療裝置,價值更大,腦起搏器就是成功範例。這是基礎科學家做不到,替代不了的,畢竟他們不能像神外、神内醫生那樣近距離接觸人腦。
神外前沿:臨床專家如何基礎科學家合作?您是否歡迎?雙方合作應該注意些什麼?
洪波:中國的臨床醫生與國外相比,臨床工作負擔很重,能夠騰出時間來做基礎研究很不容易,要求醫生們投入更多時間精力不太現實。是以我認為,基礎學者們需要更主動、更多地投入時間與臨床專家交流,聽取他們的想法、發現問題,向他們學習。
受訪者簡介
洪波,清華大學醫學院教授、博士生導師。2001年于清華大學獲得生物醫學工程專業博士學位,先後在美國約翰霍普金斯大學醫學院和MIT麥戈文腦研究院做通路學者。先後入選北京市科技新星、教育部新世紀優秀人才。主要研究腦機接口與語言的神經機制。其研究團隊與神經外科臨床合作發展了人腦功能定位與腦網絡分析新技術,為腦外科手術規劃提供了重要功能資訊;設計實作了基于顱内腦電的微創腦機接口,為植入腦機接口研究開辟了新的技術路線;結合腦電信号分析和神經影像技術,在解析人腦語音語言處理機制方面取得進展,為語言康複和語言智能處理提供了新思路。相關成果在Nature Neuroscience、PNAS、NeuroImage等發表。目前擔任IEEE Transactions on Biomedical Engineering編委。
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