文：许逸翔 核稿：林发暄（台大医工所教授）
巴金森氏症为何物？被评为世纪最佳运动员的拳王阿里、身为纳粹领袖的战争狂人希特勒、在乐坛属一代宗师等级的音乐家李泰祥，于人生的晚年里，皆深受巴金森氏症（Parkinson’s disease）所苦。身体逐渐退化，四肢不时出现颤抖、肌肉僵硬的现象，随着年岁的增长，病魔侵蚀的情况没有减少，只有越来越严重的趋势。
巴金森氏症是什么呢？它是一种动作障碍疾病（movement disorders），指的是在力气正常的情况下，不能由大脑意识自主控制动作的现象。动作障碍可以简单被分为两类：「动作过少」与「动作过多」，动作过少的疾病以巴金森氏症为主，动作过多的疾病包括颤抖症（tremor）、肌张力不全症（dystonia）、肌跃症（myoclonus）等等。
通常医师在治疗动作障碍疾病的时候，是以药物治疗为主的。根据一份台大医院神经部的报告指出，以巴金森氏症来看，当人的中脑黑质体退化时，会无法产生足够的多巴胺（一种神经传导物质），导致大脑基底核里的迴路功能发生异常，产生不正常的放电讯号。这样的现象会让人无法正常控制肢体动作。
这时候，病人最常服用的药物就是「多巴胺促效剂」，或多巴胺的前驱物质「左多巴」。用意在帮助脑部产生较多的多巴胺，补足中脑黑质体细胞退化的缺陷。
然而，病人用药几年后，常常会遇到一种药效窗口变窄的「开关现象」。在持续接受药物治疗数年后，病人会渐渐感觉到药效出现波动、不稳的迹象，同时副作用大增。这样会导致接受药物治疗几年后的病人，即使继续接受左多巴治疗，仍无法恢复正常的生活品质与作息。
由于药物治疗的方法出现瓶颈，专家开始寻找其他可行的途径协助动作障碍患者康复。
替代方案：深脑刺激工程师为解决上述问题，尝试从外在的物理性刺激着手，也就是本文的重点──深脑电刺激。
深脑电刺激的原理，是藉着产生电流来调节脑内不正常的活动讯息，而达到运动症状的控制与改善。我们可以想像，大脑控制肢体动作的机制，就好像是脑中装了一块调控动作的电路板。巴金森氏症可以想成是电路板上的讯号迴路发生异常，深脑刺激术就是藉由电刺激，让大脑的迴路恢复正常。
再往更深一层挖的话，巴金森氏症患者其实是因为脑中的多巴胺分泌不足，导致大脑－基底核运动迴路中的「视丘下核」活性异常。强烈放电的结果，导致基底核不断送回错误讯息，指示大脑皮质暂停动作，产生猛踩煞车的状态。最终演变成大脑想要执行的动作均被消除。因此，这样的「煞车过度」状况，就是巴金森氏症患者产生动作障碍的主因。
针对这样放电不正常的现象，医师与工程师合作，藉由植入一组细长的电极导线（electrode），至病人脑中的丘脑下核（subthalamus nucleus，STN）或是苍白球内核（globus pallidus internal segment，GPi）的方法，将其与植入于胸前的脉冲产生器（pulse generator）相连（类似心律调节器），形成一套完整的放电系统。
如此一来，我们便能利用脉冲产生器发出的高频率脉冲微电流，来调节病灶区域的放电状况，控制不正常的脑神经放电讯号，修复大脑－基底核的运动迴路功能，达到改善巴金森氏症症状的效果。
技术联想大家可能会怀疑，为什么生病的大脑电一电就会好了？不过其实像这样以外部物理刺激来解决问题的例子，在我们日常生活中十分常见。大家可以试想，为什么很多机械坏了敲一敲就莫名其妙好了？为什么快没电的电池搓一搓，就会有电了？其实，都是有理论根据的。
大家可以试想，生活中有没有遥控器打不开电视，用手拍一拍又突然可以开的经验？这其实是因为电器内部排线非常密集，长时间放置可能会造成局部生鏽、脱离，或者是落灰导致局部短路的现象，此时我们并不用大费周章地拿去店家修理，只要用手给予轻拍，就有机会使内部达到重新整线的效果。
另一个常现的例子是机械起动阻力的问题，机械里面的机油是可以流动的，如果放久了不用，某部分润滑不是那么好，会导致起动阻力增大。而当启动阻力增大到启动扭矩无法与之抗衡，机械就无法正常开始运转了。这时我们常常会看到机械厂的师傅掏出扳手大力一砸，老师傅出完气，机油重新分布，润滑效果也不知不觉变好了。
这是我们人类自古以来特殊的修理小技巧，从外部给予重击来达到维修的目的，看似毫无章法，事实上却有理有据。
当我们一眼望去，深脑刺激这四个字往往会带来许多空泛的想像，这个技术是不是很高深？利用电流刺激大脑会不会太危险？一不小心失误就会引发不可逆的后果？一个作为巴金森氏症药物治疗的替代方案，应该是我们一般学生无法理解、无法触及的领域吧？
其实不然，只要我们多方了解，会发现原理其实很简单。只要锁定位置，利用高频的电流施予物理刺激，便能调节不正常的脑神经讯号。而类似的原理、方法，生活中更是常见。临床问题往往用不到太艰深的工程技术，便能获得解决，关键就在你是否能水平思考，连结不同领域的知识。领悟之后，你就能踏上临床工程的山峰。
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