全球范围内，癫痫与脑功能疾病严重影响着人们健康。为应对这一挑战，我国一代又一代的临床和基础科学家不懈努力，致力于为患者提供更精确的诊断和更有效的治疗。近年来，本领域取得了快速发展，为癫痫与脑功能疾病的诊治带来了新的希望和更多的治疗选择。

岁末年初，第十三届癫痫–神经电生理·北京·学术年会暨第二届国内外癫痫年度重大进展论坛即将于2024年12月28日召开，在中国抗癫痫协会的支持下，我们将陆续介绍国内本年度在癫痫、脑电生理与脑节律疾病领域的突出研究工作，以展示我国青年学者的风采，赓续前行，奋楫争先，促进学术活动蓬勃发展。

首都医科大学附属天坛医院尹子霄博士、张建国教授团队：通过颅内电生理实现从帕金森病睡眠机制到智能解码的探索

大脑的奥秘一直是人类最为着迷的科学探索领域之一。在这个神经科学与人工智能技术日新月异的时代，脑电生理研究正以前所未有的速度推动着神经疾病诊疗的进步。2023-2024年间，首都医科大学附属北京天坛医院张建国教授团队在帕金森病睡眠障碍的机制研究和智能诊疗领域取得了一系列进展。这些研究成果先后发表在Nat Commun、JNNP、NPJ Digit Med、Neurobiol Dis等国际知名期刊，不仅深化了人类对帕金森病睡眠障碍机制的认识，更为临床治疗提供了新的思路和方法。

1、研究背景与意义

帕金森病（PD）作为仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性疾病，在我国发病率逐年升高，已成为严重影响中老年人健康的重大疾病。除了为人熟知的运动症状外，高达90%的PD患者会出现睡眠障碍，包括快速眼动期睡眠行为障碍（RBD）、失眠、日间嗜睡等问题。这些睡眠问题不仅严重影响患者的生活质量，更可能预示疾病的进展和预后。长期以来，PD患者睡眠障碍的基底节神经环路机制始终是一个未解之谜。传统研究方法难以同时记录和分析患者睡眠状态下的深部脑区活动和行为表现，这极大地限制了研究团队对疾病机制的理解和治疗方案的优化。深入理解PD患者睡眠障碍的神经生理机制，针对性地开发精准的诊疗方案，不仅能改善患者的睡眠质量和生活质量，还可为早期干预和疾病预后评估提供新的思路。

2、研究成果

1.帕金森病睡眠障碍的神经机制新发现

在这项开创性研究中，团队招募了12例接受脑深部电刺激术（DBS）手术的PD患者和20例年龄匹配的肌张力障碍患者作为对照组，通过植入的DBS电极记录患者睡眠期间的基底节电活动。研究团队创新性地同步记录了肌电图和多导睡眠图数据，开发了新的信号处理算法，实现了对复杂神经信号的精确分析。研究团队首次发现PD患者在睡眠期间存在苍白球β频段活动异常持续现象，这种异常活动与睡眠质量呈显著负相关。更重要的是，团队还发现了PD患者睡眠期间基底节-皮层环路的功能重组特征，该发现极大地推进了对PD睡眠障碍机制的理解。

图1 发布文章截图

图2 研究数据

2.快速眼动睡眠行为障碍的新解释

后续，研究团队针对RBD开展了更深入的研究。这项研究首次在多种运动障碍性疾病人群中实现了RBD期间的深部脑电记录，通过分析28例接受DBS电极植入的PD患者数据，研究团队识别出了RBD特异性的颅内电-肌电耦合模式，并与肌张力障碍患者睡眠模式进行比较。研究发现，异常耦合发生在症状出现前约200 ms，并确定了最佳刺激触点的空间位置。基于这些发现，团队提出了创新的DBS参数调节策略，这些成果为RBD的早期预警和个性化治疗开辟了新途径。

图3 发布文章截图

图4 研究数据

3.智能睡眠解码新突破

在最新发表的研究中，研究团队建立了当前最大的睡眠期脑深部电信号数据库，包含141例患者、169个完整睡眠记录。这个数据库覆盖了多种运动障碍疾病类型，为开发通用睡眠解码器奠定了基础。通过创新性地结合颅内信号特征工程和机器学习方法，团队开发的睡眠分期模型在多个独立验证集中都取得了超过80%的准确率。更重要的是，这套系统在未来有望实现实时睡眠状态监测，为个性化DBS治疗提供有力的决策支持。

图5 发布文章截图

图6 研究数据

3、研究创新与突破

在张建国教授指导下，团队在机制、技术和临床应用三个层面的研究都取得了一定的突破。在机制层面，首次系统揭示了PD睡眠障碍的深部脑电特征，建立了多模态神经信号同步分析平台，提出了基底节-皮层环路功能重组的新观点。在技术层面，开发了新型自适应信号处理方法，构建了智能化睡眠监测和预警系统，并实现了研究成果向临床产品的转化。在临床应用层面，建立了基于电生理的客观评估体系，提出了个性化DBS参数调节方案，为睡眠障碍的精准干预提供了新的解决思路。

展望未来，团队将继续在技术完善和临床转化两个方向努力。在技术层面，计划优化睡眠解码算法的实时性能，扩大数据库规模和疾病覆盖范围，开发更多特异性生物标志物。在临床应用方面，将推进智能解码系统的多中心验证，建立标准化的个体化治疗流程，开展大规模的临床效果评估。从长远来看，我们希望深入探索睡眠障碍与神经退行性疾病的关系，研究睡眠干预对疾病进展的影响，并探索新一代脑机接口技术在神经调控中的应用前景。

尹子霄博士个人感悟

作为一名神经外科医学生，博士期间的研究经历让我深刻体会到基础研究与临床应用结合的重要性。每一项发现背后都需要研究者严谨的课题设计和脚踏实地的课题推进。对于像我一样的年轻研究者而言，保持好奇心和创新精神、重视基础研究与临床实践的结合、培养跨学科思维和合作能力以及始终坚持脚踏实地是至关重要的。

另外，我要感谢整个团队为完成这些工作所做的努力，尤其要感谢我的导师张建国教授，没有张老师的悉心指导、支持和鼓励，或许我早已无法继续坚持这项事业。同时，对于所有参与本项研究的患者及其家属，我们衷心的感谢他们慷慨地允许我们对其脑电数据进行研究。这些成果的取得，将激励我继续在神经外科研究的道路上砥砺前行。

张建国教授点评

我们团队的这些研究首次系统揭示了帕金森病患者睡眠期间的基底节电活动特征，并构建了大规模的高质量睡眠期脑深部电信号数据库。尤为可喜的是，这些研究工作很好地将基础研究与临床实践相结合，开发出了具有实际应用价值的智能睡眠解码系统。这些研究成果不仅为理解帕金森病睡眠障碍的神经环路机制提供了新视角，也为闭环脑深部电刺激治疗方案的优化提供了重要依据。我相信这些工作将推动神经调控领域向更加精准化、智能化的方向迈进。

尹子霄

首都医科大学附属北京天坛医院

首都医科大学附属北京天坛医院-柏林Charité医学院联合培养博士，研究方向为运动障碍性疾病的神经调控治疗。在Nat Commun、Brain、NPJ Digit Med 等期刊发表第一/通讯作者SCI论文20余篇。获2024年DBS Think Tank全球青年学者挑战金奖，入选2024年中国科协“科技智库青年人才计划”，研究成果获2024年北京市科协“首都前沿学术成果”。

张建国 教授

首都医科大学附属北京天坛医院

主任医师，博士生导师，首都医科大学附属北京天坛医院神经外科学中心副主任兼功能神经外科主任、北京市神经外科研究所功能神经外科研究室主任、神经电刺激研究与治疗北京市重点实验室主任、首都医科大学运动障碍性疾病诊疗与研究中心主任、神经调控技术国家工程研究中心副主任。

享受国务院政府特殊津贴、北京学者、北京市有突出贡献专家、兼任中国医师协会神经外科医师分会常务委员兼总干事、中国医师协会神经调控专业委员会主任委员、中国抗癫痫协会副会长、中华医学会神经外科学分会神经生理监测学组主任委员、北京医学会帕金森病与运动障碍分会副主任委员、北京医学会神经外科分会副主任委员、中国神经调控联盟理事长、世界立体定向和功能神经外科学会常务理事、亚洲癫痫外科协会常务理事等。

专注脑功能性疾病30余年，率先应用脑起搏器治疗帕金森病，开启了神经调控治疗脑功能性疾病的序幕，建立首个国家级神经调控多学科诊疗体系和平台，组建中国神经调控联盟，主持推动脑起搏器国产化的临床验证，为我国有源性植入脑起搏器的研发和临床推广做出了突出贡献，主持科技部、国自然重点及省部级课题20余项，近5年在JAMA Neurology、Nature Communications、JNNP、Brain等国际期刊发表相关研究成果150余篇，主编和编译论著8部，主持撰写临床诊疗指南及专家共识8项，其中1部被纳入国际指南规范，2018年获“国家科技进步一等奖”，2021年获“华夏医学科技奖一等奖”，2021年当选“北京学者”等。

撰稿｜尹子霄

编辑｜易飞扬

审核｜于丽水