肥胖新療法:欺騙大腦降低食慾

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在成年後的大部分時間裏,安娜(Anna)都飽受抑鬱症的折磨並且一直在尋找能夠改善症狀的治療手段。她服用過抗抑鬱藥、接受過心理療法甚至電擊療法,這意味著要讓電流通過整個大腦進行治療。

這些治療手段都只能在短期有效,抑鬱症狀很快就會捲土重來。她的另一個問題是極度肥胖,體重最重時達到183公斤,BMI指數高達63。肥胖造成她行走困難,從而進一步加劇了抑鬱症狀,給她的身心健康帶來惡性循環。

通過腸道旁路手術,她的體重有所減輕,但減肥程度不如預期,並且沒有改善抑鬱症狀。作為最後一根稻草,神經學醫生決定孤注一擲向她大腦內植入一個電子設備,這種侵入式療法稱為深度大腦刺激療法,已經開始廣泛用於帕金森症和癲癇等病症的治療。

這一療法不僅明顯改善了抑鬱症症狀,還帶來了另一項意想不到的好處——卓越的減肥效果。減掉的體重超過之前接受過的任何療法:每個月減掉的體重要比接受腸道旁路手術後多2.8公斤。安娜的主治醫生德國魯貝克大學(University of Lubeck)神經學家托馬斯·蒙特(Thomas Munte)稱,此項療法的首要目標是控制抑鬱症,減肥則是"次要目標"。在她身上,二者之間似乎存在某些關聯。

安娜術後的體重下降現象引起了人們對於能否開展減肥新療法的討論。我們現在已經知道,在極其罕見的情況下,大腦可以出現"解調"效應從而消除某種行為,例如研究上癮。

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Image caption 大腦改造有著漫長而充滿爭議的歷史(圖片來源: Getty Images)

儘管對於深度大腦刺激仍然存在爭議,但它並非一種新療法。它誕生於1930年代,當時的神經外科醫生們並不和現在一樣謹小慎微。當時,神經外科醫生維爾德·潘菲爾德(Wilder Penfield)率先發明了一種治療癲癇症的大膽技術。他在病人意識清醒的狀態下,用電極刺激其大腦的不同部位,從而了解療效。實驗結果表明,可以定位並且切除造成癲癇的大腦區域。

蒙特說,科學家們最終將能夠通過"滅活大腦特定部位"給大腦造成小規模損傷,從而消除肌張力失常(一種造成反覆顫搐或抽搐的疾病)等運動障礙。業界將其稱為"趨實體手術",一種"無可倫比的經驗主義人體實驗"。

與此同時,一位名叫安東尼奧·伊加斯·莫尼茲(Antonio Egas Moniz)的神經學家也切除了他的病人的部分大腦試圖緩解其精神異常症狀,包括抑鬱症。他切除了一位病人的額葉(一個與任務計劃和性格有關的重要部位)。這項療法在幾宗病例上取得了成功,儘管也給病人造成了不可避免的副作用和性格變化。他憑借這項成果出人意料地獲得了1949年諾貝爾獎。切除大腦的特定一部分並且觀察其後果由此成為大腦刺激研究和實踐的重要手段,神經學家由此可了解大腦的哪個區域會受益於電極作用。

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Image caption 深度大腦刺激能夠治療震顫失調症狀(圖片來源: Science Photo Library)

隨著抗精神病藥和抗抑鬱藥得到更為普遍的應用,這種侵入性、不可逆的技術應用範圍日漸縮小,但通過該技術了解到的大腦各部位功能卻為深入大腦刺激的發展奠定了基礎。

2002年,深度大腦刺激技術獲准用於治療帕金森症,效果非常理想,截至目前共有4萬多名病人接受了治療。該技術不僅用於震顫失調,還用於治療其他病症,例如安娜的嚴重抑鬱症。為了進行深度大腦刺激,科學家首先在病人顱骨上鑽孔,然後把電極置於大腦中。病人在手術期間往往保持神志清醒,研究者由此對大腦各部位進行刺激研究。

安娜接受刺激的大腦靶向區域是伏隔核,這是大腦的獎賞中心之一,也是製造愉悅感的重要區域。醫學認為,這一區域與抑鬱症有關,抑鬱症患者喪失了追求快樂的興趣。"刺激這一區域,同時研究患者的情緒反應,"蒙特在向BBC未來頻道介紹一位不願具名的患者的病情,它的分析發表在《神經學病例》(Neurocase)雜誌上。

減肥神器

蒙特說,某些人肥胖的原因是其大腦的獎勵系統出現異常。某些胖人在看到令人賞心悅目的食物圖片時,其大腦活動模式異於瘦人。其原理是,伏隔核會提高食物、酒精或毒品等成癮物質對上癮者的吸引力。一般情況下,大腦負責理性判斷的部分會壓制我們立即享用上癮物質的衝動,但是大腦獎賞系統會"超越理性和克制,"波蘭格但斯克(Gdansk)體育運動大學(University of Physical Education and Sport)神經外科醫生皮尤特·澤林斯基(Piotr Zielinski)表示。他說,食品產業的繁榮昌盛應該感謝伏隔核。

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Image caption 科學家要現在顱骨上鑽孔才能植入大腦電極(圖片來源: Getty Images)

1950年代對老鼠的一系列研究證實了大腦獎賞系統的成癮力量。研究者刺激這一大腦區域的次數要多於負責飲食的區域。如果這一區域"受到阻滯"或者使用電刺激信號進行抑制(關閉),"食物就對老鼠失去了吸引力,"蒙特說。

儘管抑制大腦某一區域,使之無法實現功能的大腦刺激技術還僅僅是一種理論,但卻已經在動物試驗上取得了成功。例如,有一項研究證實,對老鼠大腦進行刺激能夠促進大腦抑制物質「gaba」的分泌。當大腦某一區域需要降低活性時才會分泌gaba。另一項研究發現,在更能控制非分之想的人的大腦中,gaba的含量更高。

我們至今仍然未能詳細了解大腦刺激的影響,這就是它仍然飽受爭議的原因之一。"這在醫學界非常常見。某項療法往往已經進入臨牀治療階段,但卻並不完全清楚它的作用機理,"蒙特說。對於帕金森症,深度大腦刺激療法已經證實與其他治療手段相比,能夠極大改善患者的生活質量。

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Image caption 患有上癮失調症人群的大腦獎賞中心過度活躍(圖片來源: Science Photo Library)

隨著與安娜類似的治癒病例逐漸增多,深度大腦刺激療法對抑鬱症甚至肥胖症的有效性將得到確定。例如,澤林斯基已經看到這項療法的治療範圍已經從帕金森症(1990年代以來,他的科室已經治療了2,500多個病例)擴展到病理性攻擊行為、多發性抽動症和強迫性神經官能症。

他已經使用深度大腦刺激療法治療了3名肥胖症患者,他們都是在其他減肥手段無持續性效果的情況下尋找這根最後稻草的。和安娜一樣,這幾位患者也是按照強迫症治療肥胖的。其中一位患者的肥胖原因是兒時大腦長了腫瘤,腫瘤破壞了負責調節饑餓感和飽食感的大腦區域。

那位患者的意識裏每時每刻都被食物佔據。"我們認為,肥胖症治療手術對她無效,"澤林斯基說。儘管最終減肥程度有限,但給她的生活形成的正面影響卻是巨大的。接受大腦刺激術後,她終於獲得了獨立生活的能力。她現在可以投入學習,不再像過去那樣"腦子裏全是各種食物,"他說。"她再也不從父母的冰箱裏偷東西吃了。"

患有上癮症的大腦

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Image caption 某些人更容易肥胖的原因是他們的大腦結構出了問題(圖片來源: Getty Images)

然而,蒙特表示大腦刺激療法遠非一種普及性肥胖症治療手段,往往在其他手段均束手無策的情況下才作為最後的治療武器使用。這是一種費用高昂的侵入性手術,因此不適用於大多數肥胖者。

它最適用於對食物上癮的肥胖症患者。在俄勒岡研究院(Oregon Research Institute)從事減肥研究的神經學家松雅·尤庫姆(Sonja Yokum)是研究這一領域的專家。她說食物能夠激發大腦中的上癮過程,其神經症狀和其他上癮性失調症,例如酒精上癮和毒品上癮非常相似。值得擔憂的是,某些人由於其獨特的大腦結構,患病風險要高於其他人。

例如,尤庫姆發現大腦對食物上癮的青少年患肥胖者的風險最大。"一個可能的原因在於,某些青少年大腦獎賞中樞的反應敏感性過高(由於某些生物學原因),使其更加難以抵禦美食的誘惑,從而攝入過多熱量,造成肥胖,"她解釋說。這就解釋了為什麼很多普通減肥課程沒有長期效果的原因。

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Image caption 某些人患有食物上癮症(圖片來源: Getty Images)

安娜是深度大腦刺激療法的一個典型臨牀案例,這是由於幾次調查問捲髮現,她同時患有抑鬱症和食物上癮症。她就是那種由於患有食物上癮症而導致肥胖的那部分患者。當他們眼中出現食物時,往往根本無法抵禦其誘惑,就如果一名酒鬼路過酒吧時總是鬼使神差地走進酒吧大門一樣。

儘管這些肥胖症患者對食物的渴求要超出體重正常的健康人,但是每當他們獲得了獎賞(食物),大腦激化水平就會下降。尤庫姆說,這是和酒精毒品上癮症患者相同的另一個表現——上癮者在得不到上癮物質時會異常興奮,但一旦他們得到了,大腦的興奮水平就會下降。這意味著"他們需要吃得更多,才能達到和以前相同的興奮水平",她說。

這給治療食物上癮症帶來了難題——食物是我們每天都需要攝入才能維持生存的物質。由於無法完全徹底遠離食物,患有食物上癮症的肥胖者控制飲食的難度更高。

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Image caption 科學家試圖抑制大腦對食物的興奮反應(圖片來源: Getty Images)

為此,尤庫姆和她的研究小組正在開發培訓課程,幫助肥胖者改變其大腦對食物的反應程度。他們向患者展示健康食品的數字化圖像,然後讓他們點擊"喜歡"按鈕,對非健康食品則點擊"不喜歡"。"我們正在嘗試通過這種方法訓練大腦,"尤庫姆說。

很顯然,這種不具侵入性、費用更低廉的方法有望幫助解決肥胖這一席捲全球的健康問題:全球共有6.5億成年人和3.4億兒童和青少年患有肥胖症。每年,肥胖在全世界都會導致280萬人過早死亡。

儘管深度大腦刺激療法並不適用於大部分患者,但其顯示的良好初期效果卻表明在大多數極端情況下,實驗性的治療手段能夠拯救生命。

世上不存在包治百病的療法,安娜的複雜病情表明,在很多情況下肥胖症患者暴飲暴食的背後往往有不止一個原因。如果我們了解了這一點,深度大腦刺激療法等靶向性療法就能夠為那些希望減肥的患者帶來希望。

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