在神经科学领域,皮质扩散抑制(Cortex Spreading Depression, CSD)是一个备受关注的议题,特别是在探讨其对偏头痛的影响上。 CSD 是一种波动型的电生理反应,起初是神经元的过度兴奋,随之而来的则是广泛的抑制现象。这一过程的特征在于,去极化波可在大脑皮质持续传播,并且速度可达每分钟 1.5 至 9.5 毫米。
在低氧条件下,CSD 可被诱发,并在能量不足的组织中促进神经元死亡。其与偏头痛尤为相关,特别是在偏头痛光环的出现上。研究表明,CSD 是一个在良好供应的组织中上升的现象,通常在大多数情况下是良性的,尽管它可能会增加偏头痛患者中风的风险。
「CSD 可促进神经元死亡,而其与偏头痛的关联不容小觑。」
另一个值得注意的事实是,在调控生命至关重要功能的脑干组织中,其沿着CSD 的扩散也与癫痫中的意外死亡有关,尤其是在某些特定的遗传通道突变的情况下,例如在Dravet 症候群中,这是一种特别严重的儿童癫痫形式,似乎存在异常高的SUDEP(癫痫意外死亡)风险。
皮质扩散抑制的不同程度对人类和动物的皮质活动有不同的影响,这些影响范围从抑制到频繁的活动都不一而足,这取决于 CSD 的深度。一项研究指出,「不同深度的扩散去极化波可导致皮质活动的多样化效果,显示出需进一步探讨的潜力。」
神经科学家使用「皮质扩散抑制」这个术语来表述几种皮质过程:自我推进的神经元去极化波的扩散、通过某一皮质区域的缺血波的扩散、持续的血管收缩后经过血管舒张所产生的波动。偏头痛患者可能会经历静态的偏印症,这与一种被称为 Leão 的神经生理现象有关。
「偏头痛的光环与皮质扩散抑制之间或许存在着某种深刻的联系。」
由于细胞外钾离子浓度的增加和兴奋性谷氨酸的影响,这促成了皮质扩散抑制的发生,而这也是偏头痛光环的根本原因。此外,偏头痛的预防药物,如托吡酯(Topiramate)、丙戊酸(Valproate)、美托洛尔(Propranolol)等,能以剂量依赖的方式抑制由于持续皮质施用1 M KCl 溶液所引起的CSD 发生频率。不过,拉莫三嗪(Lamotrigine)与偏头痛光环之间的抑制关联性尤为显著,虽然它对于偏头痛的整体效果不强。
相较之下,丙戊酸和核黄素虽然在未伴有光环的偏头痛中有效,但却对皮质扩散抑制的触发没有显著影响。这些结果均表明,皮质扩散抑制可能在伴有光环的偏头痛中发挥了因果作用,而在不伴有光环的偏头痛中则表现较弱。
大脑皮质的折叠结构使其能够呈现出不规则和复杂的 CSD 扩散模式。这些折叠的皮质与血管结构所产生的不规则性促进了重入波的存在,如螺旋波和回音波。这一波的扩展不仅难以预测,而且受到不同分子浓度与梯度的影响。 CSD 的触发和传播机制,以及其临床表现目前已成为减少中风或脑病变后大脑损伤的重要治疗目标。
未来,科学界是否能够深入了解皮质扩散抑制与偏头痛的关联,甚至找到更有效的治疗方法呢?