韩国延世大学团队最近研发出一种可能用于治疗抑郁症的智能隐形眼镜,在小鼠实验中能产生类似抗抑郁药的疗效。这项成果已经发表在美国《细胞通讯·物理科学》上。该团队由延世大学材料科学与工程系教授朴章雄(音)带队,他们做的这款智能隐形眼镜既软又透明,镜片上的超薄电极可以精准刺激小鼠视网膜里的神经回路,从而改善情绪,效果类似于抗抑郁药“百忧解”。



开发无创抗抑郁疗法
研究发现,视网膜不光能接收光线,从解剖结构上看,上面还布满了跟大脑相连的神经组织。进入眼睛、经视网膜处理的信号会沿着视神经传到大脑。利用这条通路,他们做的智能隐形眼镜不用开颅也不用在大脑里植入设备,就能刺激跟情绪调节相关的大脑神经回路,从而开发出无创的抑郁症治疗方法。这款隐形眼镜采用一种特殊的电刺激方法。镜片上的超薄电极能发出两束微弱的高频电信号,在两束信号交汇的地方调节对视网膜的刺激强度和频率。研究团队解释说:“这就像两个手电筒的光束在重叠处形成一个亮斑。虽然电极在眼球表面,但经过精准设计,实际刺激发生在视网膜深处。”为了保证隐形眼镜透明、高柔韧性、能戴着舒服,镜片里的电极被做在了一层超薄氧化镓上。

提升血清素水平
团队在有抑郁症状的小鼠身上做了实验。小鼠分成三组:不接受治疗的、接受隐形眼镜电刺激的,以及接受氟西汀药物治疗的。氟西汀是知名抗抑郁药“百忧解”的主要成分,能提高大脑里跟情绪调节相关的神经递质血清素的水平。结果显示,每天接受30分钟隐形眼镜刺激、连续三周的小鼠,在行为、大脑活动以及神经递质水平上都表现出抑郁症状减轻的趋势。它们的行为改善程度跟吃氟西汀的小鼠差不多。而且,它们因抑郁而减弱的海马体与前额叶皮层之间的连接也得到了恢复。海马体对记忆和情绪调节很关键,前额叶皮层则在判断和情绪调节中起重要作用。当这两个区域的连接出问题时,与抑郁相关的大脑神经回路就会中断,从而可能诱发抑郁症。

此外,研究人员还探究了隐形眼镜疗法对神经元形态的调控作用。结果显示,这种疗法有效逆转了抑郁症导致的神经元突触缺陷,还能通过促进和稳定神经元的动态连接来提升突触的可塑性。从实验数据看,接受治疗的小鼠大脑里跟炎症有关的物质明显减少,“压力激素”皮质酮的水平比没治疗的小鼠下降了48%。相反,它们的血清素水平则上升了47%。这些结果充分证明,这款隐形眼镜能产生多方面治疗效果,包括抑制神经炎症以及把调节神经的关键物质恢复到正常水平。

暂未发现不良影响
研究人员还尝试评估了隐形眼镜疗法对眼球的潜在不良影响。对接受治疗小鼠的安全性评估显示,它们的角膜和视网膜都没有出现结构异常,角膜厚度也没变化,眼压无明显改变。这些结果共同说明,目前该疗法安全、稳定、暂时没发现明显不良反应。研究人员在论文中表示,这些发现证明,这款智能隐形眼镜提供了一种无创的靶向神经调节模式,突破了以往可穿戴设备在神经调节上的局限,克服了传统脑刺激疗法的侵入性和药物治疗的成瘾性,为治疗其他脑部疾病提供了新思路。

该团队还表示:“在此之前,智能隐形眼镜主要用来诊断和监测,比如测眼压或血糖。这是全球首个用隐形眼镜治疗脑部疾病的研究案例。”不过,这项技术还不能马上拿来治人的抑郁症。朴章雄教授说:“作为一项新研发的治疗技术,它必须进入市场前接受严格的临床评估。未来我们计划开发用无线电信号的隐形眼镜镜片,在体型更大的动物身上验证长期安全性,然后为患者定制个体化方案,在人类患者中做设计严谨的临床试验。”(作者洪雅凛,王会聪译)