烟酒毒瘾、失败爱情,一电解千愁?
当医生启动电源后,微电流会通过连接大脑的几片小小的电极,刺激大脑皮层的特定区域。几十分钟后,你走出治疗室,看着眼前刚过热恋期的另一半,眼睛里再次充满了爱意。通过“电疗”,你挽救了一段恋爱关系。
嗯?
这项堪比“PUA”的神奇疗法到底有几分可信度?至少,中国科学技术大学心理学系(筹)副系主任张效初看来,这很现实。
在2016年发表的一项研究中,张效初指出,情侣间的脑波有一些特定同步[1],只要使用一项名为经颅电刺激的技术调节大脑活动,就可以让“情人眼里出西施”,甚至降低分手率。
这项技术并不神秘,如今它已用于治疗多种精神和神经疾病。
本文系 “1000家硬科技公司”栏目第2篇,关注脑机接口公司效隆科技。
杨景诒丨作者
李拓丨编辑
果壳硬科技丨策划
从致命到治病
古人眼里,电流刺激与神经功能关系密切。古罗马医生拉杰斯(Scribonius Largus)曾提出,让痛风病人脚踩电鳐,治疗脚关节痛[2],公元11世纪一位名叫伊本·西达(Ibn Sidah)的医生也曾尝试用电鲶治疗癫痫。
但直到公元18世纪,电生理技术出现,电刺激技术才有了科学的解释。张效初告诉果壳硬科技团队(ID:guokr233),人所有的行为、心理,本质上都是一种神经活动,也就是神经元放电。在这个过程中,神经元会产生电场,也会受到外部电场的影响。
经颅电刺激技术,就是通过改变神经元所在环境的电场,调控神经元的兴奋程度,从而改变大脑活动状态。
可大脑何其神秘,在科学家弄清神经疾病与大脑区域之间的对应关系前,电休克疗法已经应用了超过50年。该疗法会在患者头部施加70~120伏电压,令约800毫安电流通过大脑,诱导患者全身性癫痫发作,治疗抑郁、自杀倾向等重急性精神疾病。
但该疗法副作用明显,比如会造成患者认知损害。到20世纪中期,电休克疗法招致公众强烈反对。1975年电影《飞越疯人院》讲的便是精神病院使用电休克疗法,虐待病人的故事。
《飞越疯人院》剧照
总之,这项尚未成熟的技术受当时舆论影响,发展几乎停滞,学界也把押注在口服药,而大量临床有效的精神类药物获批,让经颅电刺激技术再受冷落[3]。
但人们对大脑的研究从未停止,直到20世纪下半叶,学界重新开展人体临床试验,科学家逐渐找到某些特定情绪、行为和疾病与大脑活动的关系,这一技术才重新得到学界重视。
这时的技术已有很大进步。比如,科学家发现,癫痫的病因是一部分脑部神经元异常性放电,若在患者癫痫发作前给予适当的电流刺激,就能减轻症状,乃至抑制发作。
一些没有特效药的精神疾病,如烟瘾、毒瘾等成瘾性行为,也能用该技术治疗。这就是张效初的研究方向:“渴求冲动与决策控制相互作用的脑机制”。
他自2002年起,便开始研究尼古丁依赖与大脑功能,后又前往美国国立健康卫生研究院药物滥用研究所访问交流。在研究中,张效初发现有烟瘾、酒瘾、毒瘾的人,脑活动与常人不同,若使用微电流刺激相应脑区,让异常的脑活动恢复正常,就能抑制这些成瘾症状。他还在一篇论文中提出,恋爱关系和毒瘾相似,这后来成为他用非侵入式经颅电刺激技术改善情侣关系的理论基础。
找到关系后,还要确定脑部靶点。
“只有在特定时机、对特定靶点进行刺激,才能起到理想的治疗效果。”张效初解释,抑郁症发作的原因之一,是大脑前额叶皮层结构和功能受损,而医生用经颅直流电刺激该位置治疗抑郁症,已是一种非常很有前途的疗法。
张效初团队研究认知神经心理学近二十年,在寻找靶点上做了大量工作。他在2017年便发现,对大脑前额叶皮层和海马旁回的某个区域施加电刺激,就能有效降低吸烟者的烟瘾[4]。
此外,针对大脑的电刺激方式,主要有侵入式和非侵入式两条技术路线。而两类非侵入式手段中,经颅电刺激在颅外直接通电,经颅磁刺激则靠电磁感应生电。
脑刺激技术分类 | 果壳硬科技团队制图
理论越来越成熟,经颅刺激技术也重获关注,在国内外已有成果转化案例。
百亿市场不夸张
国外研究脑神经技术的历史更长,商业化的步伐也走得更快。
2021年4月,脑神经技术公司NeuroPace在纳斯达克上市。这家公司成立于1997年,旗下产品RNS Stimulator是一种植入式神经刺激器,通过将探针式的电极植入癫痫患者大脑皮层,刺激病灶,防止发病[5]。
据NeuroPace官网介绍,该公司的RNS系统于2013年11月获得FDA批准,但招股书显示,NeuroPace的业绩不尽人意——2019年和2020年,营收分别为3697万美元、4114万美元,净亏损为2997万美元和2428万美元[6]。
技术路线类似的公司,还有成立于2001年的BrainGate和2017年的Synchron,两家公司均采用侵入式脑机接口技术,帮助瘫痪、中风、渐冻症等疾病患者复健。
张效初认为,侵入式电极刺激神经的效率比非侵入式高得多,但在颅骨上打个孔,把电极插进去治病的方式,患者在现阶段很难接受。
因此,一些公司更青睐非侵入式技术。
成立于2011年的博睿康,就是一家非侵入式脑机接口公司。该公司业务以脑电、肌电采集系统为主,其经颅电刺激系统面向科研和教学,主要面向脑功能和疾病研究[7]。
英智科技则专注于临床治疗,这家成立于2012年的无创神经调控技术公司,旗下有经颅电刺激和经颅磁刺激两类产品,用于治疗多种康复科、神经科、精神科疾病[8]。
2020年,张效初在中国科学技术大学的支持下成立效隆科技,请来他的老同学——拥有20多年医疗产品市场运营经验的吕炜出任CEO。
老同学入伙后,张效初手里的技术开始落地。今年8月,效隆科技的经颅电刺激设备已在安徽取得电子设备检验报告。吕炜告诉我们,该设备同时还在进行欧盟的医用设备标准认证和国家二类医疗器械注册,随时可以量产。
效隆科技产品外观
吕炜表示,效隆科技2021年下半年卖出三台,销售额在120万元左右。他预计,效隆科技2022年的营业额将达到500万元,并且在三年内追回前期成本。
吕炜表示,效隆科技的产品有三类客户:
一是各省戒毒局。
全国有400多家司法部主管的戒毒机构、1200多家戒毒社区,这些机构的戒毒手段各有特点,亟需统一模式。“国家司法部从各省上报的近100种戒毒方法中筛选出12个优势教育戒治项目,其中便有新型神经反馈技术。”吕炜表示。
二是各省三甲医院,这也是效隆科技最重视的一个市场。
张效初表示,目前经颅电刺激疗法刚刚进入医院,拥有类似设备的医院大多仅用于科研。
他认为,这是因为经颅电刺激技术起步不久,而市面上“挂羊头卖狗肉”的公司又太多。“很多公司说自己的设备可以治疗阿尔兹海默病,但学界现在都没有找到这个病对应的靶点,你怎么治?”
不过,业内对这一技术较为认可,“很多医院里相熟的院长和主任们天天催我,让我把产品做出来。”张效初预计,效隆科技会在6~12个月内拿到二类医疗器械注册证,彼时便能向医院进行销售。
三是个人用户。效隆科技还在考虑将设备小型化、便携化,价格也压缩到千元级别,以面向家庭用户,辅助治疗焦虑、慢性疼痛等等。
“不夸张地讲,这会是一个百亿级别的市场。”吕炜告诉果壳硬科技。
经颅电刺激呼唤基础研究
不过,经颅电刺激技术面前仍然摆着不少问题。
比如,经颅微电流刺激技术的作用机制尚不明确。有科学家认为,该技术就像“补品”,能够平衡生理系统,建立新的神经反射;而学术期刊The Neuroscientist在2010年给出的解释是,电流脉冲能够刺激神经细胞,产生血清素、多巴胺和内啡肽等神经递质。[9]
总之,学界至今未有定论。
经颅微电流刺激技术的有效性也因此备受争议。比如,多项研究发现该疗法治疗抑郁症安全有效,但改善帕金森病和精神分裂症的效果却喜忧参半。这或许如张效初所言——仍未找到对应的脑内靶点,但其另一项研究也发现,大脑接受电刺激效果因人而异[10]。
正如期刊Frontiers in Systems Neuroscience在2014年指出——想要阐释经颅电刺激技术的机制,还需要进一步的基础研究[11]。
关于效隆科技
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References:
[1] Zou Z, Song H, Zhang Y and Zhang X (2016) Romantic Love vs. Drug Addiction May Inspire a New Treatment for Addiction. Front. Psychol. 7:1436. doi: 10.3389/fpsyg.2016.01436
[2] 物种日历 2020.12.26 https://weibo.com/1862961765/JAhY302VD
[3] 关龙舟,魏云,李小俚.经颅电刺激—一项具有发展前景的脑刺激技术[J].中国医疗设备,2015,30(11):1-5+9.
[4] Li-Zhuang Yang, Bin Shi, Hai Li, Wei Zhang, Ying Liu, Hongzhi Wang, Yanfei Zhou, Ying Wang, Wanwan Lv, Xuebing Ji, Justin Hudak, Yifeng Zhou, Andreas J. Fallgatter, Xiaochu Zhang, Electrical stimulation reduces smokers’ craving by modulating the coupling between dorsal lateral prefrontal cortex and parahippocampal gyrus, Social Cognitive and Affective Neuroscience, Volume 12, Issue 8, August 2017, Pages 1296–1302, https://doi.org/10.1093/scan/nsx055
[5] NeuroPace官网 https://www.neuropace.com/patients/
[6] NeuroPace招股书 https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/0001528287/000162828021005481/neuropaces-1.htm
[7] 博睿康官网 http://www.neuracle.cn/productinfo/147920.html
[8] 英智科技官网 http://www.ying-chi.net/Field/index/cid/54.html
[9] Soroush Zaghi, Mariana Acar, Brittney Hultgren, Paulo S. Boggio, and Felipe Fregni. " Noninvasive Brain Stimulation with Low-Intensity Electrical Currents: Putative Mechanisms of Action for Direct and Alternating Current Stimulation." Neuroscientist. 2010 Jun;16(3):285-307
[10]常河. 中国科学家研究证明:大脑接受电刺激效果因人而异 2020.6.5 https://www.cas.cn/cm/202006/t20200605_4749033.shtml?from=timeline
[11] Bennabi D, Pedron S, Haffen E, Monnin J, Peterschmitt Y, Van Waes V. Transcranial direct current stimulation for memory enhancement: from clinical research to animal models. Front Syst Neurosci. 2014;8:159. Published 2014 Sep 4. doi:10.3389/fnsys.2014.00159
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