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神經科學：最脆弱的大腦
Neuroscience: The most vulnerable brains
早產嬰兒的神經損害的風險有漸於增加的趨勢。
From Nature News
Julia跟其他的小嬰兒一樣地閉著眼睛躺在保溫箱裡，她微微抽動著小小四肢並且安靜、
平穩得睡著。在這個重症監護病房， Julia的四周全是密集的機械儀器，她不像醫院的新
生兒室其他的嬰兒，她不是裹在溫暖的毯子裡。她的醫生是加州大學舊金山分校兒童醫院
的醫生（UCSF），他讓Julia小小身體裸露，放在一個藍色散熱墊上用一個 33.5 ° C的
低溫紗布包裹著，她的頭殼上接著網絡狀的電極。那些電極會發出的信號傳送至附近的一
個監控儀器，目前正由David Rowitch醫生仔細地觀看Julia的狀況。
在美國有越來越多的嬰兒像Julia一樣，存在著永久性腦損傷的風險。這種趨勢是因為早
產率增加，再加上醫療進步，使像是Julia的早產兒和足月嬰兒存活率提高。這些醫療進
步的地方主要集中在嬰兒的心臟和肺部，但他們已經有很大程度上忽略了新生兒大腦。
Rowitch說：「在過去 20年看到早產兒神經療育介入缺乏進展真的是很令人沮喪一件事，
我們確實一直很少在任何有意義的治療方式投入研究。」
Rowitch是一個在世界各地少數新生兒學的醫生，他非常希望扭轉這種趨勢，希望用神經
科學基礎深入進展研究，發展治療因為種種原因受損的新生兒大腦。他和Donna Ferriero
，兩位醫生在醫院中小兒神經學居於領導地位，在 2006年創辦了新生兒的腦研究所。兩
年後，他們創辦了一個全美國第一個神經療育介入育嬰室，他們和其他科學家正努力推動
早產兒到診所得到治療，盡快彌補他們為研究腦損傷嬰兒的經費不足。
醫生在整個舊金山灣區，有時甚至更遠，找出可能適合做這個治療的嬰兒，像是新生兒癲
癇發作或其他因素而缺乏氧氣的時侯出生都是候選人之一。在幾個小時內，孩子被轉介到
加州大學舊金山分校的神經療育的育嬰室來，然後嬰兒被包裹在一個冷療墊裡。在接下來
的三天之中，護士和醫生監測孩子大腦活動的腦波圖，並且看著四肢抽動的跡象，也使用
一個攝像機記錄寶寶斷斷續續的睡眠。最後，新生兒在一個專門設計早產兒會慢慢升溫功
能和具有輪式核磁共振成像機的孵化器裡，研究人員將利用此儀器進行腦部掃描。當孩子
被出院回家後，還是必須多年定期回到加州大學舊金山分校來檢查。
低溫療育
如果一切順利的話，低溫治療將可以避免腦損傷更嚴重而超出了最初的損害。 在325位嬰
兒研究中發現，低溫介入可以有效降低腦損傷的風險。受到低溫治療44％的孩子存活率相
比無神經系統異常的28％對照組，受到定期重症監護的處理方法可以降低對氧有強烈需求
的神經元工作，使他們能夠恢復的傷害。
加州大學舊金山分校從2008年7月開始提供低溫治療，現已療癒了 80多個新生嬰兒。越來
越多在北美及世界各地的醫院提供此類低溫治療降低新生兒腦損傷的風險。在2007年的一
項研究中，已發現 28％在英國有提供這種新生兒治療的單位醫院，證實低溫療育已經開
始逐漸影響到其他歐洲國家，以及較不富裕的國家，如南非。但是冷卻治療是讓嬰兒的整
個身體包括自己的腦袋變遲鈍，而 Rowitch設想未來可以做到針對特定部位做更精確的治
療，協調神經系統發展。
最近的研究提供了一些樂觀的數據：Rowitch在他自己的研究中發現，大腦受傷的嬰兒可
能會恢復比醫生以前認為的好。Rowitch與其他研究者在加州大學舊金山分校正在進行研
究計劃，旨在了解更多有關健康的發展和大腦受傷的人類，並根據這些發現編製成療法。
成長的歲月
Rowitch在他的醫療訓練期間開始對腦損傷的新生兒產生研究興趣，後來，在20世紀 90年
代當他成立了第一個實驗在馬薩諸塞州 波士頓的Dana - Farber癌症研究所後，他便開始
了研究計劃，並很快發現導致腦癌的新分子基礎。他的合作者，在Dana - Farber研究所
的Charles Stiles說，Rowitch最快樂的時間是在波士頓兒童醫院的新生兒重症監護病房
裡照顧生病的嬰兒。
Stiles說：「我知道大部分的醫師科學家會害怕在今年這一個月裡他們須履行的臨床義務
，但大衛是真的期待著它，他喜歡擦洗和花整夜不睡覺在早產兒關鍵護理病房裡、他喜歡
那兒的機器、他喜歡小寶寶。」
在那裡，Rowitch目睹了醫療照顧讓越來越多早產兒的生存率產生巨大變化，即使是那些
出生早在24週的嬰兒。在同一時間輔助良好的生育技術，都有助於提高早產兒的生存率，
對比美國 20世紀 80年代初以來的早產兒生存率提高了36%。由於早產兒的數量極其攀升
，兒童面臨更多的風險，因為他們不能提供足夠的氧氣到腦部導致腦損傷影響發展，有20
％的嬰兒在出生前六個半月的懷孕期間處於中風和神經併發症的風險，如腦性麻痺，那是
腦損傷引起的運動障礙。大約有一半孩子將有學習障礙及其他認知問題。對於國家財政負
擔是巨大的：在美國它花費近100萬美元的治療和照顧每一個病人與腦性麻痺患者過一生
。
即使如此，對於早產兒神經併發症的了解並沒有跟上社會需求的步伐，科學家還是對早期
的大腦發育知之甚少，部分原因是因為失去孩子的父母親，誰也不願意讓科學家他們研究
。這使得科學家對人腦結構採用的各種詳細分析的研究開發難以進行。現在比較常見的研
究是在研究非人類的大腦。
Rowitch試圖移動研究領域，設立小兒神經病理學實驗室，收集和研究來自嬰兒和兒童死
者捐獻的大腦。他也與加州大學舊金山分校的神經科學家Arturo Alvarez-Buylla合作，
執行第一次詳細的分子分析，解剖從出生到18歲死於各種原因的兒童大腦。
將神經細胞染色，以確定細胞在不同的發展階段，Rowitch和Alvarez-Buylla已成功地捕
捉到某些神經生長格局。初步數據來自解剖 45個腦，例如，一個領域神經的發展(腦室下
區)，若出生18個月內減少生成新的腦細胞，發展可能會完全停止。
Rowitch說：這種類型的數據是相當重要的，了解究竟出了什麼狀況時，會使新生兒的大
腦受到損害。舉例來說，重要的是要知道中風在靜止發育的大腦產生出什麼新的細胞來源
，或是它阻止修補細胞受損，或通過兩種機制造成損害。
Rowitch也從不同的研究方向接近這個問題，通過研究新生兒腦損傷後已經死亡的大腦。
這項工作建立在他的早期發現的基因，直接開發腦細胞成長為少突神經膠質，那是神經膠
質細胞第3型。這種細胞在保護包裹偵測信號稱為軸突的神經細胞，髓鞘也有保護的工作
。
Rowitch在基因上的發現使他研究的疾病涉及到故障的少突膠質細胞，如腦室周圍白質軟
化（PVL），那是一種腦損傷的形式在胎兒和新生兒身上，可能會導致中風，並可能發展
成腦癱。傳統的觀點認為，門脈高壓時發生中風殺死過在一定區域的大腦少突膠質細胞，
導致神經元的死亡。
當 Rowitch和他的同事研究了已經死亡的且確診為 PVL的18名兒童大腦，然而，他們發現
在受傷區域出現大量的少突膠質細胞，少突膠質細胞前體移植到網絡的細胞損傷，以取代
被摧毀的細胞，但有些是停止發展成為少突膠質的前體產生髓磷脂。
這一發現具有重要意義，Rowitch說：因為修復受損是一個比試圖以避免損壞更實際的治
療策略，因為試圖避免損害可能很難預測哪些嬰兒處於危險的傷害，甚至難以進入嬰兒在
子宮內。 Rowitch說：他的實驗室正試圖更深入地了解該修復的信號，使他們可以逆轉，
這種策略，可能同樣適用於髓鞘的損失引起的病症，像是多發性硬化症患者。
被迫分離
這些基本科學的研究將需要幾年時間才能發展至完備，但在同時，加州大學舊金山分校的
團隊正在努力改善目前的治療。例如，一個團隊的醫生和護士全天候監控Julia的狀況。
任何人，包括她的父母，都不可以將她從移動離開她的低溫床，這意味著在她生命的頭幾
天，她將不能被拿起或摟抱。她看起來似乎安靜、舒適，但這是借助一個低劑量的鎮靜劑
幫助，所以並沒有哭。儘管如此，Rowitch說：他的團隊知道對於父母來說他們的嬰兒在
出生後馬上就和他們分開，這是很困難的決定。因此，研究人員正試圖確定有些嬰兒是否
可能得益於較短時效的冷卻劑。
而且，診所已經開始測試新的治療，來防止腦損傷。 Ferriero已進行了廣泛的測試，像
是促紅細胞生成素的激素影響，並發現這種紅血細胞可以複合增強預防仿新生兒腦中風的
老鼠模型的長期認知損傷。促紅細胞生成素已用於治療早產兒不成熟的循環系統，診所和
加州大學舊金山分校本月將開始臨床試驗，以測試它在對新生兒腦損傷的風險改善情形。
其他候選的臨床試驗包括鎂，它已經被應用在成人中風患者，使用後似乎提升了腦癱兒童
生存率，降低了神經系統的問題，至少在短期內，足月新生兒患腦缺氧的機率下降。
即使是現在，Ferriero說：醫生可以發揮很大作用，他們通過調整對待脆弱的嬰兒。例如
，研究顯示，在過去的十年中，出現腦損傷的現象很常見到早產兒 的PVL轉移而變的損害
嚴重，這顯然是因為早產兒在醫院處理程序所導致的。Ferriero為了這突出的重要性而推
廣監測嬰兒脆弱的大腦在大多數重症監護病房中，這是目前尚未完成的。
Ferriero說：「他們監測脈衝，他們監測溫度，他們監測心率。但是大腦一切的運行，是
完全被忽略，直到真的不好的事情發生了，但那時就太晚了。」她指出，許多嬰兒癲癇發
作未被發現，因為其中一個問題是沒有外在跡象可循。但這些癲癇發作利用腦電圖就可以
檢測到。如果醫生能趕上發作初期從中介入治療，進而可以延緩進一步的損害。
因此，現在最重要的是加州大學舊金山分校說服其他醫生開始關注新生兒的大腦的可能。
Ferriero醫生和Rowitch已邀請來自全國各地照顧幼兒的神經介入療育照護人員來參訪，
像在亞利桑那州的鳳凰兒童醫院，已經開始設立類似嬰兒療育所。Phoenix神經新生兒重
症監護病房醫務主任Cristina Carballo說：「這是未來的潮流！這意味著我們可以診斷
和治療神經系統的問題，更快地改善神經發展問題。」
現在，即使是再小的研究進展也能幫助患者，如Julia。當她睡在她的低溫治療床上時，
她焦急的父親只能在床邊看著，這是很難熬的，他希望他的女兒最後能在健康而且將來發
展無礙的情況下回家。
文章來源：https://www.nature.com/news/2010/100113/full/463154a.html
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