在神經科學領域,皮質擴散抑制(Cortex Spreading Depression, CSD)是一個備受關注的議題,特別是在探討其對偏頭痛的影響上。CSD 是一種波動型的電生理反應,起初是神經元的過度興奮,隨之而來的則是廣泛的抑制現象。這一過程的特徵在於,去極化波可在大腦皮質持續傳播,並且速度可達每分鐘 1.5 至 9.5 毫米。
在低氧條件下,CSD 可被誘發,並在能量不足的組織中促進神經元死亡。其與偏頭痛尤為相關,特別是在偏頭痛光環的出現上。研究表明,CSD 是一個在良好供應的組織中上升的現象,通常在大多數情況下是良性的,儘管它可能會增加偏頭痛患者中風的風險。
「CSD 可促進神經元死亡,而其與偏頭痛的關聯不容小覷。」
另一個值得注意的事實是,在調控生命至關重要功能的腦幹組織中,其沿著 CSD 的擴散也與癲癇中的意外死亡有關,尤其是在某些特定的遺傳通道突變的情況下,例如在 Dravet 症候群中,這是一種特別嚴重的兒童癲癇形式,似乎存在異常高的 SUDEP(癲癇意外死亡)風險。
皮質擴散抑制的不同程度對人類和動物的皮質活動有不同的影響,這些影響範圍從抑制到頻繁的活動都不一而足,這取決於 CSD 的深度。一項研究指出,「不同深度的擴散去極化波可導致皮質活動的多樣化效果,顯示出需進一步探討的潛力。」
神經科學家使用「皮質擴散抑制」這個術語來表述幾種皮質過程:自我推進的神經元去極化波的擴散、通過某一皮質區域的缺血波的擴散、持續的血管收縮後經過血管舒張所產生的波動。偏頭痛患者可能會經歷靜態的偏印症,這與一種被稱為 Leão 的神經生理現象有關。
「偏頭痛的光環與皮質擴散抑制之間或許存在著某種深刻的聯繫。」
由於細胞外鉀離子濃度的增加和興奮性谷氨酸的影響,這促成了皮質擴散抑制的發生,而這也是偏頭痛光環的根本原因。此外,偏頭痛的預防藥物,如托吡酯(Topiramate)、丙戊酸(Valproate)、美托洛爾(Propranolol)等,能以劑量依賴的方式抑制由於持續皮質施用 1 M KCl 溶液所引起的 CSD 發生頻率。不過,拉莫三嗪(Lamotrigine)與偏頭痛光環之間的抑制關聯性尤為顯著,雖然它對於偏頭痛的整體效果不強。
相較之下,丙戊酸和核黃素雖然在未伴有光環的偏頭痛中有效,但卻對皮質擴散抑制的觸發沒有顯著影響。這些結果均表明,皮質擴散抑制可能在伴有光環的偏頭痛中發揮了因果作用,而在不伴有光環的偏頭痛中則表現較弱。
大腦皮質的摺疊結構使其能夠呈現出不規則和複雜的 CSD 擴散模式。這些摺疊的皮質與血管結構所產生的不規則性促進了重入波的存在,如螺旋波和回音波。這一波的擴展不僅難以預測,而且受到不同分子濃度與梯度的影響。CSD 的觸發和傳播機制,以及其臨床表現目前已成為減少中風或腦病變後大腦損傷的重要治療目標。
未來,科學界是否能夠深入了解皮質擴散抑制與偏頭痛的關聯,甚至找到更有效的治療方法呢?