文圖/《中國醫(yī)藥導(dǎo)報》 主筆 潘鋒

由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病醫(yī)療質(zhì)量控制中心、中國卒中學(xué)會聯(lián)合舉辦的“2020 第四屆中國臨床神經(jīng)科學(xué)峰會（CNS）”，11 月6日—8 日在北京舉行，本屆峰會以“醫(yī)聚巔峰，神入人心”為主題，匯聚國內(nèi)外眾多知名專家，共論臨床焦點，同話學(xué)術(shù)前沿。首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院院長王擁軍在致辭中表示，中國腦計劃即將正式啟動，北京天壇醫(yī)院將聯(lián)合天壇專科聯(lián)盟單位共同為推進中國腦計劃及提升我國在腦血管疑難病診治方面的國際地位貢獻力量。

中國科學(xué)院院士、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心主任、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院趙繼宗教授做了題為“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科”的主題報告，趙繼宗院士在接受采訪時說，21 世紀(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科發(fā)展進入新階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科為難治性神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了更為安全可靠的方法，開啟了一扇通往腦科學(xué)多學(xué)科合作研究的大門，要不斷在臨床實踐中推動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科學(xué)發(fā)展。

神經(jīng)調(diào)控技術(shù)孕育神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科

趙繼宗院士說，腦認(rèn)知研究源于人腦損傷，人腦認(rèn)知科學(xué)的源動力分為三維度，第一個維度是腦解剖與認(rèn)知發(fā)現(xiàn)，是從宏觀到介觀再到微觀的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)，主要是腦解剖和對腦的認(rèn)知發(fā)現(xiàn)；第二個維度是生物醫(yī)學(xué)影像革新，從腦結(jié)構(gòu)影像到腦功能到分子影像學(xué)；第三個維度是臨床神經(jīng)外科學(xué)跨越，醫(yī)療器械和設(shè)備的快速發(fā)展，從裸眼手術(shù)到顯微鏡下手術(shù)直到AI，上述三個維度共同推動了臨床神經(jīng)外科學(xué)的發(fā)展。

趙繼宗院士主持學(xué)術(shù)報告會

趙繼宗院士回顧了百年人腦認(rèn)知臨床的三級跨越，一級跨越是腦認(rèn)知源于臨床觀察，二級跨越是腦手術(shù)中探索發(fā)現(xiàn)，三級跨越是腦認(rèn)知發(fā)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化多模態(tài)影像學(xué)技術(shù)定位腦功能區(qū)，包括術(shù)中神經(jīng)導(dǎo)航、術(shù)中喚醒技術(shù)的應(yīng)用和深部電刺激網(wǎng)絡(luò)調(diào)控等。神經(jīng)外科的發(fā)展經(jīng)歷了從經(jīng)典神經(jīng)外科、顯微神經(jīng)外科、微創(chuàng)神經(jīng)外科階段，進入到21 世紀(jì)邁入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科新階段。

趙繼宗院士介紹，1908 年Horsley 生理學(xué)家和Clarke 創(chuàng)始了三維數(shù)字化立體定向儀，植入猴小腦齒狀核研究小腦功能。1946 年Spiegel 和Wycis 完成了第一例Huntington 舞蹈癥患者立體定向儀，插入蒼白球和丘腦內(nèi)側(cè)，注入酒精破壞神經(jīng)傳導(dǎo)用來治療舞蹈病。電生理研究大腦功能為立體定向手術(shù)提供了新的靶點，20 世紀(jì)50—60 年代，立體定向開始用于尋找新靶點治療帕金森病和疼痛。1979 年神經(jīng)調(diào)控實現(xiàn)第二次突破，通過立體定向?qū)Ш礁鶕?jù)電子計算機X 線斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）確定顱內(nèi)靶點，實時指導(dǎo)手術(shù)。1986 年無框架立體定向系統(tǒng)問世，無框架腦立體定向機器人問世，1989 年世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會（INS）正式成立。

趙繼宗院士介紹說，神經(jīng)調(diào)控手術(shù)是通過植入裝置，以電或化學(xué)方式改變神經(jīng)系統(tǒng)中信號傳遞，激發(fā)、抑制或控制神經(jīng)元或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動并產(chǎn)生治療效果，利用大腦皮層、腦神經(jīng)或大腦深部相接觸的程序或設(shè)備治療各種難治性神經(jīng)系統(tǒng)疾病。始于20 世紀(jì)60 年代的腦深部刺激（DBS）神經(jīng)調(diào)控技術(shù)早期用于治療頑固性疼痛，1987 年DBS 通過立體定向?qū)㈦姌O植入相關(guān)腦區(qū)或核團，經(jīng)點刺激治療運動性疾病，美國FDA 于1997 年批準(zhǔn)DBS 治療帕金森病。目前DBS 技術(shù)已應(yīng)用于治療多種神經(jīng)疾病，DBS 適應(yīng)證應(yīng)用十分廣泛，如運動障礙性疾病，帕金森病、特發(fā)性震顫、肌張力障礙和舞蹈病等，以及頑固性癲癇，丘腦疼痛，部分精神疾病如強迫癥、抑郁癥、抽動穢語綜合征等，此外其他腦功能性疾病如阿爾茨海默病、肥胖癥、藥物依賴、精神分裂、孤獨癥等的臨床研究也在進展中。目前國產(chǎn)的DBS可以在磁共振環(huán)境下應(yīng)用，可在不同狀態(tài)下獲取患者的腦數(shù)據(jù)平臺，揭示腦認(rèn)知功能原理。神經(jīng)調(diào)控手術(shù)開啟了通往神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科的大門，神經(jīng)調(diào)控手術(shù)針對PA、疼痛、癲癇等等疾病的靶點明確，對建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科起到了積極的推動作用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科將神經(jīng)影像，術(shù)中電生理、基因認(rèn)知和行為研究組合到了一起。神經(jīng)調(diào)控手術(shù)中精確定位大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵節(jié)點從而完成神經(jīng)功能性疾病治療，由此產(chǎn)生了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科，將神經(jīng)外科學(xué)推向了一個新的發(fā)展階段。

影像學(xué)是重要支撐

趙繼宗院士說，腦成像的四大重要影像學(xué)檢查是X 線成像、MRI、超聲成像和核醫(yī)學(xué)成像。支撐神經(jīng)影像學(xué)發(fā)展的三座“高峰”，一是20 世紀(jì)50 年代以前早期經(jīng)典神經(jīng)外科時代的腦解剖成像技術(shù)，主要是X 線、氣腦和血管造影；二是20 世紀(jì)中葉到20 世紀(jì)末微創(chuàng)神經(jīng)外科時代，計算機CT、MRI、功能性磁共振成像（fMRI）、數(shù)字減影血管造影（DSA）、正電子發(fā)射斷層掃描（PET）、單光子發(fā)射計算機斷層顯像（SPECT）等現(xiàn)代神經(jīng)影像設(shè)備的應(yīng)用，拓寬了神經(jīng)科疾病的診療范圍，提高了診治的效果。三是進入21 世紀(jì)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代，世紀(jì)之交出現(xiàn)了一個新的飛躍，第三個高峰即功能影像學(xué)，腦網(wǎng)絡(luò)成像蓬勃發(fā)展，利用反映腦解剖成像的CT、MRI 和彌散張量成像技術(shù)（DTI）等為依據(jù)構(gòu)建的大腦結(jié)構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)，與反映腦功能的腦電圖（EEG）、腦磁圖（MEG）、fMRI和PET 結(jié)合，顯示腦結(jié)構(gòu)成像與其功能性網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，形成一門新科學(xué)領(lǐng)域—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)。

趙繼宗院士說，腦功能成像涵蓋了腦解剖結(jié)構(gòu)、血流動力學(xué)、功能、代謝等的多模態(tài)成像，為進一步探討神經(jīng)疾病發(fā)病機理和提高療效提供了有力支撐。多模態(tài)成像作為腦功能成像的支撐將不同的影像技術(shù)融合，如功能信息影像融合了fMRI、彌散張量成像技術(shù)（DTI）、腦磁圖（MEG）技術(shù)；神經(jīng)電生理融合了代謝信息影像和磁共振波譜等。不同影像融合如fMRI 聯(lián)合神經(jīng)電生理，動物模型網(wǎng)絡(luò)人體重現(xiàn)可將鼠類的研究結(jié)果在靈長類研究中重現(xiàn)，進行結(jié)果比對。腦庫人腦標(biāo)本MR 與不同方法染色結(jié)果對比可印證影像學(xué)發(fā)現(xiàn)，從而對疾病發(fā)病機理有更加深入的了解。多模態(tài)成像認(rèn)知環(huán)路研究有助指導(dǎo)癲癇、顱腦損傷、精神性疾病及早期阿爾茨海默病的診斷和治療。此外，多模態(tài)成像技術(shù)融合了功能區(qū)、纖維束、血管融合、ASL 灌注融合、PET+MRI 代謝融合、電極埋藏電信號和代謝波譜融合等。

趙繼宗院士介紹，20 世紀(jì)末，在腦功能成像的支撐下多種影像引導(dǎo)的復(fù)合手術(shù)室相繼出現(xiàn)，實現(xiàn)了神經(jīng)影像檢查與神經(jīng)外科手術(shù)的一體化，可以將CT、MRI、血管造影等影像放在手術(shù)室，手術(shù)中可以實時觀察患者腦病灶切除前后環(huán)路的變化，不僅進一步提高了手術(shù)質(zhì)量，保證了患者的腦功能免于受損，同時也為腦認(rèn)知功能研究提供了一個客觀的影像學(xué)環(huán)境?！读~刀》2019 年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，1990—2017 年間中國卒中的死亡率逐漸超過缺血性心臟病和癌癥，成為中國人第一大死因。另一方面臨床上由于房顫導(dǎo)致的卒中年致殘率超過50%，死亡率超過1/3，卒中復(fù)發(fā)率超過30%。當(dāng)前臨床上心腦血管疾病在診治上還存在諸多問題，如患者可能同時出現(xiàn)冠脈狹窄和腦動脈瘤，治療上存在矛盾，又如患者同時出現(xiàn)多科疾病，治療孰先孰后等，“腦心同治”的概念由此引出。當(dāng)前臨床上心腦血管領(lǐng)域面臨困局和挑戰(zhàn)是單一學(xué)科無法解決同一患者同時患有缺血性、出血性心和腦血管疾患的問題，因此亟需培養(yǎng)復(fù)合型人才，推動臨床學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展。北京天壇醫(yī)院已探索性成立了相關(guān)診療和研究中心，提出“腦心同治、腦心同研、腦心同防、腦心同康”的研究方向，從2016 年開始聯(lián)合神外、神內(nèi)、介入和影像學(xué)等科室，利用復(fù)合手術(shù)室將顯微外科手術(shù)治療和血管內(nèi)介入治療相結(jié)合建立了復(fù)合型手術(shù)新模式，已完成心腦共患患者治療近200 例，效果良好。

趙繼宗院士強調(diào)，當(dāng)前腦科學(xué)研究已不再僅僅局限于臨床醫(yī)生，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計算機、生理學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科都在積極地向這一領(lǐng)域邁進，因此臨床神經(jīng)科學(xué)的醫(yī)師要積極跟上，臨床與基礎(chǔ)相結(jié)合，醫(yī)工結(jié)合，醫(yī)理結(jié)合，將有助更快地推動神經(jīng)疾病研究的發(fā)展。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科發(fā)展前景

趙繼宗院士介紹說，腦網(wǎng)絡(luò)是基于fMRI、MEG、皮層腦電描記術(shù)等多模態(tài)神經(jīng)影像，研究大腦處理注意力、思維、記憶、視覺和語言的網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究結(jié)合神經(jīng)解剖學(xué)以整體方式模擬大腦功能。腦網(wǎng)絡(luò)外科根據(jù)多模態(tài)成像確定腦病灶和腦網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，設(shè)計手術(shù)方案，最大可能切除病灶，保障患者腦功能安全，術(shù)后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)紊亂評估預(yù)測神經(jīng)認(rèn)知損害，判斷康復(fù)潛力。中國腦計劃采取的是“一體兩翼”戰(zhàn)略，“一體”是指神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究即關(guān)于腦認(rèn)知、腦環(huán)路研究，“兩翼”的其中“一翼”是神經(jīng)系統(tǒng)疾病，另外“一翼”是開發(fā)智能腦，對于神經(jīng)外科醫(yī)生來說，應(yīng)當(dāng)緊緊抓住這個契機開展神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床研究。

趙繼宗院士指出，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科學(xué)有著廣闊的臨床應(yīng)用前景，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科涉及醫(yī)學(xué)工程學(xué)、計算機視覺、神經(jīng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)等，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科可以準(zhǔn)確預(yù)測腦內(nèi)病變或手術(shù)導(dǎo)致的腦功能損傷，術(shù)中圖像與術(shù)前圖像相結(jié)合，病灶圖像半自動識別及分割與功能圖像結(jié)合，通過導(dǎo)航把影像引入手術(shù)過程從而指導(dǎo)醫(yī)生更精準(zhǔn)地手術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科面臨的重大挑戰(zhàn)是探索腦功能可塑性和神經(jīng)修復(fù)，從某種意義上來說，大腦可以被看作一個不斷組織和重塑其功能連接的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，來自北京天壇醫(yī)院的臨床病例觀察發(fā)現(xiàn)，有的在術(shù)后出現(xiàn)混合性失語的患者在3 個月后語言恢復(fù)正常，也有術(shù)后出現(xiàn)偏癱的患者3 個月后肢體肌力恢復(fù)正常，這也從臨床上驗證了腦的語言功能和肢體運動功能是可以重塑的。

趙繼宗院士介紹說，對于植物人目前沒有有效的治療方法，昏迷促醒仍是一個世界性難題。研究發(fā)現(xiàn)多種類型電刺激可應(yīng)用于昏迷促醒，如DBS 對于促醒植物人可能有作用。近年文獻報道，采用DBS 技術(shù)電刺激大腦深部結(jié)構(gòu)—伏隔核、丘腦下腳和后內(nèi)側(cè)下丘腦，可以改善強迫癥或抑郁癥患者的生活。

腦機接口（brain–computer interface，BCI）是在人腦與計算機或其它電子設(shè)備之間建立直接的交流和控制通道，將刺激電極植入盲人的大腦視、聽皮層傳達(dá)視、聽覺感知，可望改善患者的視覺和聽覺。BCI 為截癱或偏癱患者開辟了新的康復(fù)領(lǐng)域，癱瘓患者可以利用自己的意念來指導(dǎo)眨眼等行動，實現(xiàn)病人的高效溝通，此外可穿戴外骨骼研發(fā)中國也已進入國際先進行列。

趙繼宗院士強調(diào)，神經(jīng)外科學(xué)直接面對人類病患大腦，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科使在人腦最深或最困難的位置進行安全手術(shù)操作成為可能，為人腦認(rèn)知功能定位與重塑提供了直接證據(jù)，為腦認(rèn)知研究打開了一扇窗。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科從傳統(tǒng)的DBS 治療癲癇等少數(shù)疾病，擴展到目前有更多的方法和手段治療更多的疾病，發(fā)展前景令人鼓舞，無線、3D、心理、多模態(tài)、閉環(huán)等將進一步推動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科發(fā)展。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科是神經(jīng)外科學(xué)發(fā)展的新階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科開啟了多學(xué)科合作腦研究，要在臨床實踐中推動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外科發(fā)展。學(xué)科交叉，醫(yī)工融合、醫(yī)理融合是生命科技取得革命性突破的方向，臨床醫(yī)生應(yīng)更多地開拓研究領(lǐng)域，放開視野，積極投入到生命科學(xué)的臨床研究中，努力探索未知領(lǐng)域，不斷造福人類健康。

加強腦網(wǎng)絡(luò)臨床轉(zhuǎn)化研究

2019 年5 月28 日—29 日以“大腦關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)調(diào)控與損傷代償機制”為主題的香山科學(xué)會議第S48次學(xué)術(shù)討論會在北京召開，會議執(zhí)行主席趙繼宗院士介紹說，目前腦認(rèn)知科學(xué)研究的問題與機遇，一是腦疾患亟待被重視與研究，目前腦疾病共22 種，占疾病總量的1.5%，但是占疾病總負(fù)擔(dān)的為23%。我國腦認(rèn)知障礙疾患總?cè)藬?shù)占世界首位，腦重大疾病已構(gòu)成我國中、老年人致死致殘的主要原因，占我國疾病經(jīng)濟總負(fù)擔(dān)的20%。腦疾病具有以下比較棘手的特點：繁、病種多；惑、病因不清；難、易復(fù)發(fā)；纏、后遺癥多。二是腦疾病發(fā)病機理不清，研發(fā)藥物臨床試驗屢遭失敗。2019 年1 月輝瑞宣布中止了阿爾茲海默病和帕金森病的新藥開發(fā)。三是人類語言、情緒和行為改變等腦認(rèn)知功能研究，尚無法完全用動物實驗開展。

趙繼宗院士指出，臨床神經(jīng)疾病與損傷造成的腦功能障礙以及在開顱手術(shù)中對腦功能實時測試，是探討人腦神經(jīng)機制的重要途徑，可以依托我國豐富的腦手術(shù)患者資源研究腦認(rèn)知的神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)功能和機制，這將有可能實現(xiàn)與國際同行的錯位競爭。腦科學(xué)研究最終目標(biāo)是人腦的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)和功能研究，臨床神經(jīng)科學(xué)，包括神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科和精神心理科是腦認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)科學(xué)問題的來源，也是驗證科學(xué)發(fā)展的終點，研發(fā)成果的驗證應(yīng)用基地。腦研究是從臨床領(lǐng)域提出問題，經(jīng)過基礎(chǔ)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出新概念及實現(xiàn)腦研究的突破，因此在國家腦科學(xué)與類腦研究中臨床神經(jīng)科學(xué)是主力軍，不能缺位。腦科學(xué)基礎(chǔ)與臨床的轉(zhuǎn)化研究是我國腦科學(xué)研究“一體兩翼”中的腦認(rèn)知性疾病研究必備的優(yōu)勢，臨床神經(jīng)科學(xué)積極投入國家腦研究計劃的意義重大。

趙繼宗院士介紹，出席S48 香山科學(xué)會議的代表們建議加強以下幾個方面的研究：一是認(rèn)知障礙的機制、腦皮質(zhì)和不同功能分區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間的相關(guān)性、神經(jīng)功能的可塑性、適應(yīng)性的可塑性等都有待進一步的研究和證實；二是更加精準(zhǔn)、細(xì)化的技術(shù)突破對于實現(xiàn)個性化腦網(wǎng)絡(luò)圖譜繪制至關(guān)重要的；三是在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域跨物種神經(jīng)環(huán)路研究是人腦的研究基礎(chǔ)，新的神經(jīng)示蹤技術(shù)平臺、顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù)平臺、全腦快速掃描成像、自由活體微型化神經(jīng)成像技術(shù)、神經(jīng)遞質(zhì)實時動態(tài)檢測熒光探針、人胚胎大腦的高通量轉(zhuǎn)錄組分析以及光遺傳學(xué)和全腦神經(jīng)元單細(xì)胞標(biāo)記等，對于系統(tǒng)解析神經(jīng)環(huán)路非常必要；四是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控是調(diào)節(jié)和改變腦網(wǎng)絡(luò)疾病的可行性方法，雖然目前臨床上已經(jīng)在應(yīng)用經(jīng)顱磁刺激（TMS）、DBS 治療腦功能性疾病，但其中的機理還不盡清楚。進一步的無創(chuàng)電刺激如淺表電極和新靶點選擇、磁刺激、無創(chuàng)動態(tài)腦神經(jīng)超聲刺激等新神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，不僅需在動物模型上試驗，更重要是在人體試驗中得到驗證。

專家簡介

趙繼宗，中國科學(xué)院院士，教授，博士生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，現(xiàn)任國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心主任，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院教授、主任醫(yī)師。長期從事神經(jīng)外科學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究工作。