腦機啟偵 | 基于快速漣波網絡樞紐的個體化神經調控略（03.03）

《Targeting brain hubs of ictal fast ripple activity to reduce seizures in patients with drug-resistant epilepsy》近期發表于《Science Translational Medicine》，針對當前神經刺激療法對藥物難治性癲癇療效有限且靶點選擇困難的難題。研究通過將癲癇重新定義為動態網絡障礙，創新性地提出并驗證了一種基于“快速漣波共現網絡”來識別患者個體化傳播樞紐的方法，最終發現靶向刺激這些樞紐能更安全、有效地抑制癲癇發作。

FR活動與發作期意識障礙嚴重程度正相關

研究人員分析了51名藥物難治性癲癇患者的立體定向腦電圖（SEEG）數據。發現在癲癇發作期，FR活動的發生率顯著增加（圖1）。更重要的是，FR增加的程度與患者發作時意識障礙的嚴重程度（通過意識癲癇量表CSS評分衡量）呈強正相關（圖2）。

圖1

通過對比癲癇發作前、中、后期的高頻振蕩信號，證明了快速漣波（FR）活動在發作期顯著且特異性地增強，從而確立其作為關鍵生物標志物的地位，為后續構建癲癇網絡并識別樞紐提供了核心依據

圖2

通過比較不同意識損傷程度（保留、受損、全面強直陣攣）癲癇發作中的快速漣波（FR）活動，揭示了FR的增加幅度與意識障礙的嚴重程度呈正相關，從而將FR確立為量化癲癇發作嚴重性的關鍵電生理指標

相較于另一種高頻振蕩“漣波”（Ripple， 80-250 Hz）或癲癇樣棘波，FR與癲癇發作的關聯性更強，提示FR是評估癲癇發作嚴重性的更優生物標志物。

嚴重癲癇發作中，FR活動在全腦廣泛傳播

研究根據意識障礙程度將癲癇發作分為三類：局灶性意識保留（FPC）、局灶性意識受損（FIC）和局灶性進展為全面強直陣攣（FBTC）發作。

分析顯示，在FPC發作中，FR活動主要局限于癲癇發作起始區（SOZ）；而在FIC和FBTC這類伴有意識障礙的發作中，FR活動則廣泛傳播到全腦記錄區域，包括SOZ、同側非SOZ及對側腦區（圖3）。這表明意識障礙與FR活動的全腦性傳播密切相關。

圖3

不同嚴重程度的癲癇發作中快速漣波（FR）活動的空間傳播模式：在伴有意識障礙的嚴重發作（FIC/FBTC）中，FR活動從發作起始區擴散至全腦網絡，而在意識保留的發作（FPC）中則局限于局部，這首次將意識損傷與癲癇活動的全腦網絡傳播直接聯系起來

基于FR共現的網絡分析揭示癲癇傳播的樞紐

研究團隊進一步構建了基于FR跨腦區“共現”（時間上高度同步發生）的功能網絡。結果顯示，在伴有意識障礙的發作（FIC/FBTC）中，腦區間的FR共現連接顯著增強，形成了密集的網絡（圖4A-D）。

通過計算節點連接度，他們識別出網絡中的高度連接節點，即“樞紐”。在FBTC發作中，樞紐腦區涉及島葉、屏狀核、杏仁核等多個區域；而在FPC發作中，樞紐僅在海馬（SOZ）被發現（圖4E-G）。這些樞紐被認為是癲癇活動傳播的關鍵節點。

圖4

通過分析不同意識狀態下癲癇發作期快速漣波（FR）的跨腦區共現網絡，識別出在意識受損的嚴重發作中連接性顯著增強的網絡樞紐（如島葉、屏狀核），從而為從“現象描述”轉向“網絡機制干預”提供了關鍵靶點依據

靶向刺激FR網絡樞紐可降低FR并減少癲癇發作

在后續探索性治療中，研究對8名患者進行了針對其個體化FR網絡樞紐的神經刺激。結果顯示：

?降低FR活動：刺激后，被刺激樞紐區域的FR發生率顯著下降，而未被刺激的區域（包括SOZ）則無此變化（圖5）。

?減少癲癇發作：樞紐刺激顯著降低了癲癇發作頻率，效果可持續數天（最長達10.5天）（圖6B， C）。87.5%的患者發作減少超過50%，且37.5%的患者在刺激后觀察期內未再發作（圖6D， E）。

?安全性更高：與直接刺激SOZ相比，刺激樞紐區域誘發癲癇發作的風險顯著更低（圖6A）。

?減輕意識障礙：刺激后，患者發作時的意識障礙嚴重程度也有所減輕。

圖5

首次通過個體化電刺激實驗證明，靶向刺激基于快速漣波網絡識別出的樞紐腦區能特異性降低該區域的FR活動，而刺激癲癇起始區或其他腦區則無此效果，直接驗證了“樞紐”作為精準治療靶點的有效性與特異性

圖6

綜合療效驗證表明，靶向刺激個體化快速漣波網絡樞紐（相比刺激癲癇起始區）不僅顯著降低癲癇發作頻率、提高治療反應率，還能大幅減少刺激本身誘發癲癇的風險，最終在安全性和有效性層面同步確立了該網絡靶向治療策略的臨床轉化價值

結論與展望

該研究提出了一種基于FR網絡分析的個體化神經調控新策略。通過識別并刺激患者特異的癲癇網絡樞紐，能夠更安全、有效地抑制癲癇活動、減少發作頻率并緩解伴隨的意識障礙。

相較于目前針對固定靶點（如迷走神經、丘腦）或SOZ的刺激方法，這種“網絡樞紐”靶向策略更具個性化潛力，尤其適用于SOZ多發或位于重要功能區的患者。

盡管該初步研究結果令人鼓舞，但其長期療效、最佳刺激參數及作用機制仍需在未來更大規模的前瞻性研究中進一步驗證。這項研究為發展更精準的閉環神經調控療法奠定了重要基礎。

參考文獻：Shanshan Liang等人. Targeting brain hubs of ictal fast ripple activity to reduce seizures in patients with drug-resistant epilepsy. Science Translational Medicine 2025.

學術支持：中國人體健康科技促進會神經調控與功能修復專委會

來源：功能神外探索與實踐

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