功能神經外科是採用手術的方法修正神經系統功能的異常，主要針對特定的神經根、神經環路、神經元羣(腦核團)及腦網絡，旨在改變病理生理過程，重建神經組織的正常功能。下面是yjbys小編爲大家帶來的關於功能神經外科在腦研究中的地位和價值的知識。歡迎閱讀。
什麼是功能神經外科
功能神經外科是採用手術的方法修正神經系統功能的異常，主要針對特定的神經根、神經環路、神經元羣(腦核團)及腦網絡，旨在改變病理生理過程，重建神經組織的正常功能。功能神經外科是神經外科重要的組成部分，也是發展最迅速、最有活力和最具前景的分支學科之一。文獻報道，神經外科各個亞專業相比較，功能神經外科和脊髓脊柱神經外科呈上升趨勢，而近年來國內功能神經外科的普及和蓬勃發展也可以作爲佐證。
來自美國麻省麥戈文腦研究所的報道顯示，目前全球每4個家庭中就有一個深受腦疾病的困擾，爲此美國每年經濟負擔高達5000億美元。我國作爲人口大國，正在快速進入老齡化社會，帕金森病、癡呆等腦功能疾病總數高達9000萬，且呈快速增長趨勢。儘管人類對大腦的研究越來越深入，但目前多數腦功能疾病尚無根治或理想的治療方法。美國總統歐巴馬曾說過一句話：我們可以探索數光年外的宇宙，但對我們兩耳之間3磅重的大腦知之甚少。據此，美國和歐盟等相繼提出了“腦計劃”，旨在推動對人腦的深入研究。功能神經外科是未來腦計劃的重要研究平臺，也是最終受益的學科，美國腦計劃首年預算l億美元中就有7 000萬用於功能神經外科(神經調控)的研究。
一、功能神經外科的研究平臺
縱觀醫學發展的歷史，每當一種新技術或新方法的出現，必將推動某一領域或某一學科的快速發展。人類腦科學發展的歷史某種程度上就是方法學更迭的歷史。1873年，顯微鏡和高爾基染色的發明推動了人類對單神經元結構和生理功能的認識，因其產生的“神經元學說”，構成了現代神經科學的基礎(1888年)。1929年，單神經元電信號記錄系統的發明使得研究大腦皮質功能成爲可能。然而，隨着70年代後新的關鍵研究方法的涌現，包括多通道電信號記錄、功能磁共振成像、雙光子顯微鏡等，“神經元學說”的侷限性逐漸凸顯，研究顯示腦的作用單元遠比我們想象的複雜。總的來說，現代神經科學歷經了一個多世紀的發展，強調單神經元爲功能基礎的“神經元學說”逐漸沉寂，目前更強調哺乳動物大腦以多神經元、神經元羣和神經網絡的方式運作，運行模式主要包括前饋網絡和反饋網絡方式。
目前，腦科學的研究方法多種多樣，我們可以利用研究方法的兩種屬性對不同方法進行分類，即空間維度和因果關係屬性。
空間維度代表研究對象的層面，例如：基因芯片技術針對的是分子層面;細胞凋亡染色針對的是細胞層面;功能影像學針對的是腦區(神經羣)層面;而靜息態功能磁共振所針對的是腦網絡層面。
因果關係屬性是指研究方法本身揭示事物的本質、展示其真實原理和機制的能力。因果關係屬性按照強弱分爲3種：(1)弱因果關係的研究多爲單純的觀察性研究，例如已有結構影像研究提示，強迫症患者眶額回皮質體積較正常樣本縮小。然而，患者是否具有強迫症和眶額回皮質體積是否縮小，可能完全沒有因果關係，也可能受第3個獨立因素所影響。(2)中等因果關係的研究方法更加可靠，其主要爲干預行爲觀察腦的研究，例如任務態電生理研究，然而這樣的研究依然不能完全排除實驗過程中的全部干擾因素(例如心理變化和檢查者的因素等)。(3)強因果關係的研究方法十分可靠，可以提供可信的結論，干預腦觀察行爲的研究正屬於此類。在功能神經外科研究平臺上，通過腦深部電刺激術(deep brain stimulation，DBS)和癲癇患者皮質電刺激的方法，可以進行高選擇性的干預局部腦區觀察行爲的研究。相對於基礎神經科學、神經內科及其他神經外科，功能神經外科平臺上的研究方法空間維度最廣、因果關係最強。正因爲功能神經外科在未來腦科學研究中特殊的地位，美國國立衛生研究院(NIH)專家組爲腦計劃制定的7項基本目標中有3項均與功能神經外科密切相關。
二、功能神經外科平臺上腦科學研究的熱點
目前，可以應用功能神經外科研究平臺進行高空間維度的腦科學研究。在腦區層面，1930年Forster和Penfield就開始通過皮質電刺激進行腦功能研究，時至今日，該研究仍然用於探索新的皮質功能定位，例如近年發現的前扣帶回對應特定的厭惡面容——“憲兵帽子徵”。目前，利用癲癇患者埋藏立體腦電圖(stereoelectroencephalogram，SEEG)和硬膜下電極(subdural)仍然是探討腦功能、研究腦網絡最爲直接和理想的手段。與以往不同，如今對腦區功能的研究越來越側重於高級認知功能。通過分析SubdurM高頻伽瑪頻段局部場電位，可以發現頂內溝周圍皮質與運算功能有關，而頂葉內側及後扣帶回參與記憶的提取功能。通過研究DBS治療帕金森病患者發現，丘腦底核局部腦區存在功能亞分區：從背外側到腹內側分爲運動區、聯絡區、邊緣區3個亞區，其分別與人類的運動、認知和情感相關。
在神經環路和網絡的空間維度層面上，對DBS治療運動障礙疾病的研究，使學者深入瞭解了基底節一丘腦一皮質運動環路;DBS用於治療癲癇驗證了以海馬爲核心的邊緣系統運行機制;DBS用於治療阿爾茨海默病則使學者進一步瞭解了Papez記憶環路系統。通過對埋藏SEEG的'癲癇患者的症狀學分析發現，額葉信息流由嘴側向尾側單向傳遞，其符合層級控制單向流動理論。本研究團隊利用靜息態功能磁共振的方法對接受迷走神經電刺激的癲癇患者進行研究發現，迷走神經刺激大腦默認網絡的功能連接明顯增強。
利用功能神經外科進行強因果關係的臨牀研究是目前腦科學研究的重點，基於神經調控的可逆性、癲癇外科電極埋藏的符合倫理性，功能神經外科領域的臨牀試驗可以直接在人腦上進行強因果關係屬性研究，主要包括“干預行爲觀察腦”和“干預腦觀察行爲”的方式。對於干預行爲觀察腦的研究，目前最爲重要的方法爲可感知DBS，其有助於發現電刺激中局部腦區出現的改變。而對於干預腦觀察行爲的研究方法，比較成熟的方法是針對癲癇患者的閉環電刺激。
三、功能神經外科的挑戰和發展途徑
自1997年美國FDA批准DBS用以治療帕金森病以來，世界範圍內DBS相關的基礎和臨牀研究出現了每10年近5倍的極快速增長。我國功能神經外科在科研領域與發達國家存在巨大差距。
加強我國功能神經外科應用與基礎研究首先要強調多學科合作。功能神經外科通過與計算機學科間的合作，在腦機接口領域初步實現了人與計算機的信號轉換。通過與信息工程學合作的基礎實驗發現，丘腦前核電信號早於癲癇發作，提示未來或許可以通過丘腦前核DBS治療頑固性癲癇的同時實現反饋式電刺激。總之，針對我國功能神經外科的合作模式，應形成診治合作“多學科”、研究合作“全鏈條”，同時具備快速轉化醫學屬性的立體式合作網絡。
功能神經外科高效的研究路徑：功能影像與癲癇外科的有機結合可以爲腦科學研究提供因果關係極強的證據，研究過程簡單、高效。以癲癇患者爲研究對象，依次對其進行功能神經外科、顱內電極信號採集以及皮質電刺激的研究，在這一過程中學者可依次進行干預行爲觀察腦和干預腦觀察行爲的研究。例如，對顳葉癲癇患者進行上述研究流程發現，梭狀回“臉部識別”腦區在功能磁共振成像、皮質電信號記錄和皮質電刺激3個研究層面上的解剖位置高度一致。
我國功能神經外科資源分配不均，面對龐大的患者羣體，具有臨牀、科研優勢的功能神經外科中心數量有限。多中心間合作交流有益於優勢互補，尤其有利於進行多中心臨牀研究。
縱觀歷史，神經外科醫生對神經科學的發展做出了傑出的貢獻，遺憾的是在2014年之前，尚無神經外科醫生有幸獲得“諾貝爾獎”或“拉斯科獎”。然而，就在美國宣佈啓動腦計劃的下一年度，素有“諾貝爾獎風向標”之稱的美國拉斯科醫學大獎授予了開創性使用DBS治療運動障礙疾病的法國功能神經外科專家Benabid教授和致力於基底節環路神經功能研究的美國科學家Denabid教授。Benabid教授成爲了首位獲得拉斯科獎的神經外科醫生，這是學術界對功能神經外科的極大肯定和鼓舞。目前，全球的腦科學研究和腦計劃實施方興未艾，功能神經外科一定會發揮越來越大的作用。
