神经电活动记录对科学家理解大脑的功能十分重要，但过去精确记录神经电活动的方法主要是在神经外科手术过程。但这种记录存在两大缺陷，一是患者并不是处于清醒状态，另外一种是不能进行长期观察。最近，随着神经电刺激技术的发展，已经解决了这一困难，就是植入治疗性电极的同时植入记录性电极（应该也可以共享电路吧），可以让进行电刺激治疗的患者给科学家提供长期记录深部脑电的条件，这一新技术能大大提高科学家对大脑的认识速度。本周《自然》为这一新技术发表一篇新闻特写。

FrankDonobedian是一名帕金森病患者。对他来来说，安静坐一会十分困难，但今年1月，他在斯坦福大学一个实验室内被科学家要求安静地坐在椅子上持续3分钟，在这期间，他紧握双手，绷紧双脚，试图控制他震颤的四肢。此外，他还被要求安静站立、安静躺在地板上，在房间内走动等动作。神经科学家Helen Bronte-Stewart严密地观察这些过程。Bronte-Stewart等科学家都认为，这个患者正在改写历史，但这位73岁的退休教师并不认为自己有何了不起的作为。Bronte-Stewart知道是Donobedian的大脑在作一件历史性工作。

和众多帕金森患者一样，Donobedian正接受一种大脑深部电刺激治疗。这种治疗方法是先在患者脑内运动区埋植电极，通过电流来治疗患者的震颤症状。不过Donobedian使用的是2013年8月由健康技术公司Medtronic发布的新型电极。去年10月，斯坦福大学神经外科医生将2组，每组4个电极组成，埋植到Donobedian的皮层和大脑深部丘脑基地核。这种新技术的特点是不仅有刺激电极，而且有纪录电极。今天，Bronte-Stewart小组正临时关闭刺激电极，而通过纪录电极对患者的异常放电模式进行分析，这些异常放电和患者的震颤、运动缓慢和强直等特征密切相关。

记录患者神经电活动的电极过去都是在患者颅骨被打开时使用，难以长时间纪录，但现在这些技术使医生首次实现了长期采集神经电活动的目的。这对正在实施大脑电刺激治疗效果的分析来说是尤其重要的数据，因为能更准确地判断治疗效果。大脑深部电刺激目前不仅用于帕金森患者的治疗，而且也用于抑郁症、强迫症和抽动秽语综合征等的治疗。关于这些疾病的神经网络基础不如帕金森患者那么清楚。如果使用这种新的技术，将可以加快对这些疾病的认识。并能进一步理解深部脑刺激有效的神经生物学基础。

深部电刺激最早是上世纪60年代开始的，帕金森病胆识主要是用手术方法切除或破坏特定脑组织。为了辨别每个患者的区域特征，一些神经外科医生开始尝试用电刺激的方法。他们发现给患者基底核和黑质进行高频电刺激时可显著降低患者震颤症状。80年代后期，长时程大脑刺激开始作为一种代替外科手术的方法。美国FDA和欧洲医药管理局也分别批准了深部大脑刺激作为帕金森病等运动神经功能疾病的方法。此后已经有10万患者使用了这种方法。

不过，虽然这种技术已经使用了30年，但生物学家对为什么深部电刺激有效的基础并不清楚。甚至存在一些完全相反的观点。该领域的学者认为，任何自认为对这一技术的工作原理清楚的看法都是幼稚可笑的。

刺激非自然性，效应非持续性是深部电刺激的特点。

例如深部大脑电刺激不是模拟大脑的自然电信号。因为这种刺激的频率很高，达到130-180赫兹，超过大脑内大部分电活动频率。而且一般每60-90毫秒会给一次更大强度的电刺激。

另外，这种电刺激似乎不能产生持续性改变，至少在帕金森病患者是这样，刺激有效，但停止刺激后数秒或数小时，这种效应就会消失。这种情况经常在电池用完后出现。而且这种治疗也不能阻断疾病相关的神经推行性变化。

从目前了解到的证据看，电刺激治疗有效可能是电刺激干扰了病理性电活动的传递，是病理症状不继续表现。至于抑郁症和其他神经精神疾病，那就更说不清楚了。这一疑问或许需要仰仗美国和欧洲的大脑研究计划取得实质性进展。

最早用于治疗帕金森病的刺激目标是黑质。这是居于脑干的有多种神经联系控制运动功能的重要神经核。研究证据表明，帕金森病基底神经节细胞被破坏，黑质内神经细胞活动出现不协调，锁定在某一病理性共振频率上。电刺激可以将这种病理频率阻断，达到药物作用的目的。

根据最新的研究，这种作用机制不仅在帕金森病，在其他神经系统疾病中仍然存在。因此这种新技术能让人们进一步理解这种治疗方法的神经生物学基础。

但也有学者认为，在没有完全弄清楚神经回路前，这些都是不完善的解释。当然作为临床医生，这并不重要。因为临床医生更关心治疗效果和安全性是否确定。

特别是神经精神性疾病，在缺乏动物模型的情况下，研究这些疾病的唯一手段仍必须对人类患者进行研究。