打開大腦黑盒子,腦部和精神疾病有何關係?

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失智症、憂鬱症、躁鬱症或思覺失調等與大腦相關的疾病,過去一直難以透過客觀的測量來診斷,然而隨著腦科學的發展,科學家們成功打開大腦的黑盒子,運用各種儀器監測,了解大腦的活動及奧祕,未來精神疾病也可望得到更加精準、有效的治療。

精神疾病不只是心理問題? 大腦健康程度也是關鍵

聯合國世界衛生組織估計,全球約有2到4億人深受憂鬱症所苦,憂鬱症已成為這個世紀最嚴重的三大疾病之一。一般人或許認為,憂鬱症是因壓力太大無法調適而產生的心理疾病,但其實憂鬱並非只是心理問題,而是大腦的確生病了。

目前醫學發現,憂鬱症、躁鬱症或思覺失調等精神疾病,都與大腦前額葉功能失調有關。因此在病人執行語言測驗時,透過近紅外光腦光譜儀,偵測大腦前額葉活化的狀況,再根據每種精神疾病不同的波形型態,就能協助醫師做鑑別診斷。

一般精神疾病診斷都是醫師經由會談進行評估,比較缺乏客觀的儀器檢測及可量化標準,如憂鬱症和當處在憂鬱期的躁鬱症,兩者治療方式不同,但在評估診斷上有時會很難區別。

中國醫藥大學新竹附設醫院身心科醫師周伯翰就談到,有一名患者早期被診斷為憂鬱症,卻一直復發,做了測驗才看出來較像躁鬱症,病人其實白費了20年在治療。但很多研究顯示,憂鬱症復發越多次,越容易有失智症的狀況。

根據流行病學調查,每100人中就有1人患有躁鬱症,而有4成會被誤診為憂鬱症。倘若一直未能對症治療,除了病人身心飽受折磨,還會導致大腦認知功能受損。越來越多證據顯示,憂鬱症等精神疾病,長期壓力會造成大腦海馬迴萎縮,影響記憶。

陽明交通大學腦科學所所長楊智傑表示,其實不是只有海馬迴的問題,它也影響到前額葉的功能或結構,海馬迴雖然跟記憶力有關係,可是每天要思考、專注、執行任何複雜認知功能,都跟前額葉更有關係。

戴上頭套,連接近紅外光腦光譜儀,就能透過偵測大腦血氧變化,觀察腦部的活動。(圖/獨立特派員)

找出腦部疾病根源 可望改善憂鬱?

然而,現在科學是如何得知我們大腦消失的片段呢?一般從磁振造影就可辨識大腦腫瘤、腦中風及腦出血,但對於老化、阿茲海默或思覺失調,這些單憑肉眼難以看出差異的腦影像,現在結合人工智慧,經過量化分析,也能找出這些疾病發生的位置。

楊智傑教授運用人工智慧繪製出大腦圖譜,發現每種精神疾病在腦部出現異常的區域都不同。現在神經科學發展,還可以利用磁場或是微電流的方式,來刺激特定的腦區,改變大腦的活性。

陽明交通大學腦科學所所長楊智傑說明,經顱磁刺激有點像是在頭部放置一個磁場的刺激器,透過磁場的變化、磁生電的方式,影響腦部活動的變化。透過對前額葉的刺激,可以改變它跟其他腦區的連結,從而改善憂鬱的症狀。

醫學科技的進步,不斷試圖打開人體大腦的黑盒子,除了偵測、治療,還能夠提前預測評估治療效果。楊智傑舉例,像是抗憂鬱藥百憂解,只有三分之一的人會有療效,透過腦波先做預測,就可以知道哪些人適合使用。

不同精神疾病在腦部出現萎縮的區域也不同。(圖/獨立特派員)

可推算大腦年齡 水分子擴散磁振造影評估老化

隨著腦科學研究推進,大腦的祕密檔案正逐一解開。不僅如此,新的影像技術,水分子擴散磁振造影,還可以顯示腦裡面複雜的神經網絡,進而從這些神經纖維束的變化,推算出大腦年齡。

醫學影像科技公司共同創辦人曾文毅教授,先前在台大醫學院即是專研水分子擴散技術,以往無法顯示在腦影像的神經纖維束,透過這項技術,他們繪製出大腦神經網絡,以不同顏色標示神經纖維走向,協助外科醫師避免在手術時傷及腦神經纖維。

而後教授退休更運用專業,將這項技術應用於老化及失智的評估。曾文毅說明,「神經纖維束原本很豐富,越來越老化的話,神經纖維束會越來越稀少。」

科學家一直以來都想探究人類大腦的奧祕,循著腦神經的連結與路徑,我們逐漸發現這些大腦疾病問題所在。儘管目前人類對大腦所知仍屬有限,然而隨著各項研究工具及技術的創新進步,未來也可望釐清這些大腦複雜的線路,進而發展出更精準、有效的治療方式。

(※張筱瑩 周明文/採訪報導)

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