深層腦部刺激改寫人類腦細胞基因活動，或可延緩認知衰退

• 神經元（興奮性與抑制性）：刺激觸發了立即早期基因（如 FOS、EGR1、ARC）以及活動依賴性可塑性基因的快速上調，且錐體神經元的反應比中間神經元更強烈。
• 神經膠細胞：星狀膠細胞與微膠細胞的轉錄組也發生改變，顯示電刺激同樣會影響非神經元細胞。
• 表觀基因組重塑：與活動相關的增強子區域的染色質可接近性發生變化，顯示刺激會以細胞類型特異性的方式重塑表觀基因組景觀。

一項2025年針對人類顳葉皮質的離體研究報告指出，DBS會優先增加錐體細胞而非中間神經元的放電頻率，並強化細胞組合，將這些生理效應與學習和記憶相關的基因網絡連結起來。

在一項小鼠中風模型中，利用單細胞轉錄組學分析發現，海馬迴DBS能重塑微膠細胞亞群，促進神經修復，包括上調神經營養因子和降低發炎相關基因表現。雖然這是囓齒動物數據，但與人類組織中觀察到的神經保護性轉錄主題一致。

DBS的細胞類型特異性轉錄效應

下表彙整了來自人類與動物研究中，不同腦細胞類型對DBS的分子反應：

對治療認知衰退的意義

穹窿DBS在阿茲海默症中的應用——最先進的臨床發展

穹窿DBS是目前針對認知衰退最主要的DBS靶點，已有活躍的臨床試驗正在進行。其機制原理與上述基因表現發現直接相關：

1. 神經新生與可塑性：在一項雷特氏症小鼠模型中，穹窿DBS誘導了促進海馬迴成年神經新生與突觸可塑性的基因表現和剪接變化。這些相同路徑（如 BDNF、CREB 訊息傳導）正是阿茲海默症臨床試驗的標靶。

2. 迴路層級的修復：刺激穹窿可活化記憶迴路（海馬迴–乳頭體–前視丘），上述的轉錄變化被認為能增強長期增益作用與突觸維護。

3. 臨床結果：2025年一篇針對穹窿DBS治療阿茲海默症的系統性回顧與統合分析發現，患者顯示認知衰退減緩，且在某些亞組中，ADAS-Cog與MMSE量表有輕微改善。2025年ADvance試驗的生物標記研究報告指出，與配對的未治療阿茲海默症患者相比，接受12個月穹窿DBS治療的患者海馬迴萎縮程度減輕。

4. 膽鹼性與類澱粉蛋白相關效應：2025年一篇關於DBS治療阿茲海默症的綜合性回顧結論指出，治療機制包括減少β-類澱粉蛋白沉積、活化膽鹼性系統、增加神經營養因子、以及增強突觸活性——這些都與人類和動物模型中觀察到的基因表現變化一致。

關鍵限制與證據缺口

• 最關鍵的人類大腦皮質基因表現數據（Caglayan等人研究）目前仍為預印本，且使用的是神經外科手術中的急性電刺激，而非慢性植入式DBS。
• 慢性植入DBS患者（刺激數月前後比較）的直接單細胞轉錄組數據目前尚不存在——對活體人類進行腦組織切片以獲取此類數據並不可行。
• 針對認知衰退的臨床試驗規模仍偏小，認知改善的幅度有限；目前尚無任何DBS療法獲得監管機構核准用於治療阿茲海默症。
• 這些細胞類型特異性的轉錄變化能否轉化為持久的認知改善，取決於許多因素，包括靶點選擇、刺激參數、疾病階段以及個體基因差異。

總結來說，DBS能在人類大腦皮質中產生快速、具細胞類型特異性的轉錄與表觀基因組變化——在興奮性神經元中最為顯著，但也見於神經膠細胞——這些變化與促進可塑性、神經保護及抗發炎機制相符。這些發現為穹窿DBS何以能減緩阿茲海默症患者的海馬迴退化與認知衰退提供了分子層面的解釋框架，儘管現有證據仍屬初步，仍需更大規模的確認性試驗加以驗證。