2026年05月19日发布 | 123阅读

【万有灵犀】声音重塑睡眠:儿童癫痫的新型靶向无创干预策略

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儿童癫痫患者存在典型的睡眠与癫痫恶性循环:睡眠紊乱会显著提升癫痫发作易感性,而痫性电活动又会持续破坏慢波睡眠结构,慢波睡眠作为认知修复、免疫调节的核心睡眠阶段,其长期受损会直接导致患儿认知功能下降、生活质量降低。


闭环相位靶向听觉刺激(PTAS)是通过实时追踪睡眠慢波振荡、精准递送听觉刺激以调控睡眠的无创技术,但其在儿童癫痫群体中的颅内神经机制、对痫样放电及认知功能的干预效果,此前缺乏直接临床证据。


在此背景下,来自加拿大多伦多病童医院的研究团队,依托颅内同步电生理记录,证实闭环上升相位靶向听觉刺激(up-PTAS)可无创增强癫痫儿童慢波睡眠、调控丘脑-皮层网络,显著减少睡眠期痫样放电并改善患儿次日反应抑制能力,为儿童癫痫提供了睡眠靶向的新型无创干预策略。相关研究成果以“接受颅内记录的儿童中睡眠的闭环调控”(doi:10.1016/j.xcrm.2025.102538)为题于2026年1月20日发表在《Cell Reports Medicine》(IF:10.6)



研究共纳入27名接受颅内立体脑电图监测的药物难治性癫痫儿童,开发并验证了一套闭环相位靶向听觉刺激系统。该系统通过实时检测头皮脑电中慢波振荡的相位,精准地在振荡的上升相(up-phase)给予50毫秒的粉红噪声刺激。研究分为发现队列(15例,随机刺激)和实验队列(12例,随机交叉、自身对照设计),所有患儿均同步记录头皮、皮层及丘脑电活动。



结果显示,在发现队列中,团队首次描述了睡眠期听觉诱发电位的颅内时空特征,发现其包含早期听觉皮层激活和随后类似K-复合波的高幅慢波。刺激时相决定了后续慢波功率的变化:仅当刺激落在慢波上升相时,慢波功率才显著增强;下降相刺激则会破坏振荡节律。该相位依赖性效应在丘脑及多个皮层区域均得到验证。


在实验队列的随机对照设计中,上升相靶向刺激显著增强了额中央区慢波幅度和功率,且效应持续数秒。颅内记录显示,慢波增强不仅见于额叶、扣带回等皮层,也明确出现在丘脑中——尽管丘脑在刺激前并无自发慢波。同时,上升相刺激使睡眠期间发作间期癫痫样放电的频率从约0.4次/分钟降至0.1次/分钟以下,抑制效应在刺激后5秒内即显现。认知评估方面,经上升相刺激的夜晚后,患儿在Go/NoGo反应抑制任务中的准确率从76%提升至95%,而反映警觉性的任务表现无显著变化,表明改善具有认知特异性。


研究通讯作者、加拿大多伦多病童医院George Ibrahim教授等人在讨论中表示,我们的工作证明了PTAS作为一种创新的、非侵入性癫痫治疗方式的巨大潜力。我们提出了一种能够耐受癫痫脑电干扰的相位估计及PTAS递送方法。随后,我们应用该算法,展示了听觉刺激的颅内相关电生理改变,以及其减少发作间期癫痫样放电并改善次日认知表现的能力。PTAS提供了一种基于实时脑电振荡估计的个性化干预方法,而本研究则展示了其在量身定制癫痫管理中的潜力。这一方法推进了我们对PTAS的理解及其在儿童癫痫中的应用。”



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