杏仁核的秘密:大腦是如何忘記呼吸的?
研究人員發現大腦中的杏仁核與癲癇發作後呼吸衰竭之間存在聯繫,這為研究癲癇猝死導致癲癇患者死亡的重要原因提供了線索。由美國國立衛生研究院(NIH)支持的研究小組確定了大腦的一個部位,它可能與藥物無法控制的嚴重癲癇患者癲癇發作後呼吸衰竭有關。這種情況稱為癲癇意外猝死(SUDEP),是導致這類患者死亡的主要原因。
愛荷華大學愛荷華市分校的研究人員在《JCI洞察》上發表的這項新發現可能對理解癲癇猝死起到至關重要的作用,因為癲癇猝死的原因還沒有得到很好的解釋。
一般認為,大多數SUDEP 病例都是由於癲癇發作結束後出現的呼吸中斷,即發作後呼吸暫停。研究發現,發作後呼吸暫停的患者會失去”空氣飢餓感”–即呼吸的原始衝動–或警報感,這表明在呼吸暫停發生時,大腦可能無法檢測到血液中二氧化碳(CO2)水平的升高並做出反應。

研究人員在杏仁核中發現了一個對癲癇發作後呼吸衰竭至關重要的部位。紫色和藍色區域代表了與持續性呼吸暫停有關的區域的機率圖,該圖基於20 名未受控制的癲癇患者的數據。資料來源:愛荷華大學Dlouhy 實驗室
為了對此進行研究,研究人員招募了12名成人和8名兒童癲癇患者,這些患者無法透過藥物控制癲癇發作,他們正在接受顱內腦電圖(iEEG)檢查,試圖控制癲癇發作。利用直接電刺激,研究小組在醫療監督下誘發參與者癲癇發作,以檢查前腦對呼吸和呼吸暫停的控制。他們發現,源自杏仁核的癲癇發作會導致發作後呼吸暫停,而杏仁核是一個主要參與處理情緒和恐懼的腦區,他們也確定了參與長時間呼吸減弱的杏仁核亞區。20名參與者中只有5人出現發作後呼吸暫停,顯示一些癲癇發作不受控制的人可能更容易出現這種情況。
隨後,科學家採用電刺激與功能性磁振造影結合的技術,確定了杏仁核部位與對感知血液中二氧化碳含量變化和控制呼吸至關重要的腦幹區域之間的新連接。綜合來看,研究結果表明,杏仁核亞區的癲癇發作活動可以在癲癇發作後長時間抑制呼吸和對空氣的飢餓感。這很可能是透過與腦幹和其他參與感知身體訊號的大腦部位的連結來控制的。要證實杏仁核在呼吸抑制中的作用及其與SUDEP 的關係,還需要進行更多的研究。
這些發現進一步加深了人們對SUDEP 的了解,可能有助於發現預防性治療方法和識別高風險族群。這項研究得到了美國國立衛生研究院(NIH)下屬的國家神經疾病和中風研究所(NINDS)的部分資助。