腦深層電刺激改寫活人腦細胞基因活動 或可減慢認知衰退

• 神經元（興奮性同抑制性）： 刺激迅速上調即早基因（例如 FOS、EGR1、ARC）同活動依賴性可塑性基因，而且錐體神經元嘅反應比中間神經元更強。
• 膠質細胞： 星形膠質細胞同小膠質細胞嘅轉錄組都有改變，證明電刺激唔單止影響神經元，仲會牽連非神經元細胞。
• 表觀基因組重塑： 染色質可及性喺活動調控嘅增強子區域發生變化，表明電刺激以細胞類型專一嘅方式改變咗表觀基因組景觀。

2025年一項離體人類顳葉皮層研究報告指出，DBS會優先提高錐體細胞嘅放電率（而非中間神經元），並增強細胞組裝，將呢啲生理效應同學習記憶相關嘅基因網絡連繫起嚟。

喺中風小鼠模型中，海馬體DBS（以單細胞轉錄組學分析）被發現可以重塑小膠質細胞亞群，促進神經修復，包括上調神經營養因子同下調發炎基因特徵。雖然呢啲係囓齒類動物數據，但同人類組織睇到嘅神經保護轉錄主題一致。

DBS對各類腦細胞嘅轉錄效應

下表總結咗人類同動物研究中觀察到嘅分子反應：

治療認知衰退嘅啟示

穹窿DBS用於阿茲海默症——最先進嘅應用

穹窿DBS係目前針對認知衰退最主要嘅DBS目標，多項阿茲海默症臨床試驗正在進行。呢個策略嘅分子基礎正正同基因表達研究結果吻合：

1. 神經新生同可塑性： 喺雷特氏症候群小鼠模型中，穹窿DBS誘導咗促進成年海馬體神經新生同突觸可塑性嘅基因表達同剪接變化。呢啲通路（例如 BDNF、CREB 信號）正係阿茲海默症試驗嘅目標。

2. 迴路層面嘅修復： 刺激穹窿會激活記憶迴路（海馬體–乳頭體–前丘腦），而上述轉錄變化被認為可以增強長時程增強作用同突觸維持。

3. 臨床結果： 2025年一篇針對穹窿DBS治療阿茲海默症嘅系統性回顧同統合分析發現，患者出現認知衰退減慢，部分亞組嘅ADAS-Cog同MMSE分數甚至有輕微改善。ADvance試驗嘅2025年生物標記研究報告指出，接受12個月穹窿DBS嘅患者，其海馬體萎縮程度比未治療嘅配對患者減少。

4. 膽鹼能同澱粉樣蛋白相關效應： 2025年一篇綜述總結，DBS治療阿茲海默症嘅機制包括減少β-澱粉樣蛋白沉積、激活膽鹼能系統、增加神經營養因子水平、增強突觸活性——全部同人類同動物模型觀察到嘅基因表達變化一致。

主要限制同證據缺口

• 最關鍵嘅人類皮層基因表達數據（Caglayan等人）仍然係預印本，而且使用嘅係神經外科手術期間嘅急性電刺激，並非慢性植入DBS。
• 目前並無長期植入DBS患者（刺激前後比較）嘅單細胞轉錄組數據——活人腦組織活檢並不可行。
• 針對認知衰退嘅臨床試驗規模仍然細，認知改善幅度溫和；目前冇任何DBS方案獲得監管機構批准用於阿茲海默症。
• 細胞類型專一嘅轉錄變化能否轉化為持久嘅認知改善，取決於好多因素，包括目標選擇、刺激參數、疾病階段同個人遺傳背景。

總括而言，DBS會喺人類腦皮層中產生快速、細胞類型專一嘅轉錄同表觀基因組變化——以興奮性神經元最明顯，但膠質細胞都受影響——呢啲變化同促進可塑性、神經保護同抗發炎機制一致。呢啲發現為穹窿DBS點解可以減慢阿茲海默症患者嘅海馬體退化同認知衰退提供咗分子框架，不過證據基礎仍然初步，需要更大規模嘅確認性試驗。