發展皮質電刺激技術於增進帕金森大鼠之神經可塑性與運動功能之研究(1/2)

帕金森氏症為第二常見之老年人神經退化性疾病，目前預估在臺灣有三萬人以及在全球有將近700萬人口受到帕金森氏症之困擾。雖然多巴胺促效劑提供了大多數的帕金森氏症患者良好之控制，但藥物治療對於症狀減輕並不完全，且慢性和長期的使用藥物往往因為副作用而讓療效受到限制。因此，尋求此疾病的新的或替代性療法確實有其必要性。過去許多大腦刺激技術，例如重複性經顱磁刺激(rTMS)或皮質電刺激(CES)已經被發展去調控皮質之神經可塑性，這個效果被認為具有治療帕金森氏症之潛力。然而，由於臨床病人之變異性、長期用藥效果、不同疾病嚴重程度以及各種刺激參數之差異，對於此大腦皮質刺激技術之治療價值，目前尚未清楚與仍具爭議。有鑑於此，一種疾病動物模式或許可以幫助解決主要之臨床缺陷並可以透過此模型進行轉譯研究去更深入與了解其治療生理機轉。此三年研究計劃之目的在於透過神經工程技術去發展一皮質電刺激模式來模擬人類重複性經顱磁刺激和皮質電刺激之研究，在導入皮質電刺激於帕金森氏症之臨床治療前，我們使用帕金森氏症動物模型進行一系列實驗來驗證皮質電刺激對於帕金森氏症可能的治療潛力。在第一年實驗中，我們將設計一個具備有高刺激精確度與空間解析度以及可長期植入之皮質電刺激模組，並用於清醒自由移動之帕金森氏症大鼠之評估與治療。對於帕金森氏症大鼠之神經可塑性與神經調控缺失將會分別在陣發型皮質電刺激與雙脈衝皮質電刺激過程中，使用電生理測量動作誘發電位(MEP)來驗證。對於帕金森氏症運動行為失調情形，許多過去我們建立之定量化平台將會採用去量測以6-羥基多巴胺(6-OHDA)半側損傷之帕金森氏症大鼠所呈現之肌肉僵直、顫抖、運動不能與步行功能。在研究第二年中，我們將會在三個層面來探討皮質電刺激對於帕金森氏症大鼠之治療效益，包括使用特定之定量化平台來測試運動行為，以皮質神經可塑性與神經調控來觀察神經突觸功能，以免疫組織化學分析來看細胞分子層面在皮質電刺激治療後之改變。在研究最後一年，藉此皮質電刺激動物模型，我們將會探討長期皮質電刺激治療對於提升神經保護與神經細胞新生之治療成效。這個整合的神經工程技術將可以在帕金森氏動物模型中提供一個獨特的機會來檢測帕金 森氏症大鼠在皮質電刺激介入後，對於神經可塑性、神經調節與運動功能改善之效益，此技術或許可以加強皮質電刺激治療對帕金森氏症未來治療之可行性以及提供一個人類與動物研究之轉譯橋樑，進而發展例如像重複性經顱磁刺激或其他皮質電刺方法於帕金森氏症或其他神經疾病之治療策略。