從古埃及人用電魚(yú)治療頭痛，到20世紀(jì)50年代發(fā)明的心臟起搏器調(diào)節(jié)心律，生物電子醫(yī)學(xué)——一種利用電信號(hào)而非藥物來(lái)診斷和治療疾病的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域——已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，并且正逐步嶄露頭角。那么，目前這一領(lǐng)域的發(fā)展情況如何？未來(lái)有何前景？哪些新的療法和診斷方法可能改變生命？

由伊曼紐爾·勒爾曼（Imanuel Lerman）領(lǐng)導(dǎo)的最新研究為我們提供了一些答案。勒爾曼是加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校高通研究所（Qualcomm Institute）和圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)系的負(fù)責(zé)人，同時(shí)也是退伍軍人事務(wù)部壓力與心理健康卓越中心的研究員。

勒爾曼表示：“這篇論文旨在為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的未來(lái)指明方向。我們?cè)O(shè)立了一個(gè)旗幟，標(biāo)明‘這是我們計(jì)劃做的事情，這就是我們的目標(biāo)’。我們引用了180個(gè)參考文獻(xiàn)，旨在確保每個(gè)人都能獲得需要的資源，深入理解這些內(nèi)容?！?/p>

該研究發(fā)表在《生物電子醫(yī)學(xué)》期刊上。

充滿(mǎn)潛力的未來(lái)

生物電子醫(yī)學(xué)已經(jīng)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中占據(jù)了一席之地，尤其是在植入設(shè)備的應(yīng)用方面。美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）已經(jīng)批準(zhǔn)了一些植入設(shè)備用于治療運(yùn)動(dòng)障礙（如帕金森病的深腦刺激）、背痛和因傷害導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)功能障礙（通過(guò)脊髓刺激）、癲癇、抑郁癥、中風(fēng)和偏頭痛（通過(guò)刺激迷走神經(jīng)，這有助于調(diào)節(jié)消化、心率、情緒和身體的炎癥反應(yīng)）。

近年來(lái)，非侵入性生物電子醫(yī)學(xué)技術(shù)也取得了新的進(jìn)展。這類(lèi)技術(shù)能夠通過(guò)體外設(shè)備刺激神經(jīng)系統(tǒng)，避免了手術(shù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，并且相較于傳統(tǒng)藥物治療，它還具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

例如，經(jīng)顱磁刺激（TMS）于2008年被批準(zhǔn)用于抑郁癥治療，后來(lái)其適應(yīng)癥擴(kuò)展到偏頭痛、強(qiáng)迫癥、戒煙和焦慮癥等。勒爾曼及其團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，非侵入性神經(jīng)調(diào)節(jié)（即通過(guò)電信號(hào)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)）是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域。“我們相信這是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)?！崩諣柭f(shuō)，“非侵入性神經(jīng)調(diào)節(jié)不需要藥物，也不需要冷藏。你只需要電力或電池來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，它可以利用人體自身的系統(tǒng)來(lái)抑制炎癥?！?/p>

自適應(yīng)“閉環(huán)”系統(tǒng)的前景

更進(jìn)一步，結(jié)合生物電子醫(yī)學(xué)設(shè)備與傳感器，可以創(chuàng)建自我調(diào)節(jié)的“閉環(huán)”系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠根據(jù)個(gè)體的需求進(jìn)行調(diào)整。這意味著，生物電子設(shè)備能夠真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療，通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)患者的生物標(biāo)志物來(lái)自動(dòng)調(diào)整治療方案，而不再依賴(lài)固定的藥物劑量。

雖然目前要建立這樣的閉環(huán)系統(tǒng)還需要很多研究，但勒爾曼及其團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種系統(tǒng)有可能徹底改變醫(yī)療治療的方式，提供個(gè)性化和適應(yīng)性的治療方案。

生物電子醫(yī)學(xué)的獨(dú)特能力

除了以上的應(yīng)用框架，生物電子醫(yī)學(xué)還可能帶來(lái)一些革命性的能力。一個(gè)令人期待的可能性是，它可以作為一種診斷工具。以往的研究表明，人體對(duì)不同病原體的反應(yīng)會(huì)隨著時(shí)間的推移而形成獨(dú)特的模式，這些“時(shí)間序列”模式能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)致病菌，并可用于指導(dǎo)有效的治療。

“我們的目標(biāo)是建立一個(gè)病原體數(shù)據(jù)庫(kù)，”勒爾曼表示，“通過(guò)識(shí)別每個(gè)病原體的特征，我們可以嘗試通過(guò)適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)調(diào)節(jié)干預(yù)，減少與感染相關(guān)的炎癥，從而減輕感染的嚴(yán)重程度?！?/p>

此外，生物電子醫(yī)學(xué)可能在精神健康領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，炎癥和免疫系統(tǒng)在許多精神健康問(wèn)題中扮演著關(guān)鍵角色。勒爾曼指出：“精神健康障礙——包括創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、重度抑郁癥和廣泛性焦慮癥——與‘神經(jīng)免疫軸’及炎癥調(diào)節(jié)密切相關(guān)?！?/p>

有研究表明，腸道內(nèi)的多種病毒或病原體成分可以通過(guò)迷走神經(jīng)傳遞到大腦，或者由于腸道炎癥引發(fā)的外周炎癥也會(huì)影響大腦的健康。生物電子醫(yī)學(xué)可以用來(lái)評(píng)估大腦的炎癥情況，從而幫助確定精神健康障礙的嚴(yán)重程度，并且通過(guò)精確的劑量進(jìn)行治療。

未來(lái)的展望

雖然目前生物電子醫(yī)學(xué)仍面臨許多挑戰(zhàn)，但這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)潛力不可小覷。通過(guò)不斷的研究和技術(shù)進(jìn)步，生物電子醫(yī)學(xué)有望在疾病診斷和治療方面為我們帶來(lái)個(gè)性化、精準(zhǔn)的醫(yī)療方案，尤其是在免疫、精神健康和神經(jīng)調(diào)節(jié)方面。下一代的生物電子醫(yī)學(xué)系統(tǒng)有望為醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)革命性變革，開(kāi)啟個(gè)性化治療和自適應(yīng)治療的新篇章。

參考文獻(xiàn)：?Imanuel Lerman et al, Next generation bioelectronic medicine: making the case for non-invasive closed-loop autonomic neuromodulation,?Bioelectronic Medicine?(2025).?DOI: 10.1186/s42234-024-00163-4

編輯：王洪

排版：李麗