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產業技術評析
電刺激技術應用於失智症治療新契機
發表日期：2017-05-03
作者：黃裕斌(工研院IEK)
摘要：
失智症為老年人常見的退化性疾病，其中最常見為阿茲海默症，盛行率隨著年齡增加呈現增長的趨勢。
全文：
一、失智症人口在高齡趨勢下持續攀升
失智症為老年人常見的退化性疾病，其中最常見為阿茲海默症，盛行率隨著年齡增加呈現增長的趨勢，根據台灣失智症協會公布的流行病學數據顯示：65~69歲的失智症盛行率為3.4%、70~74歲則為3.5%、75~79歲更增加為7.2%、80~84歲則倍增至13.0%、85~89歲則達21.9%，年紀越大盛行率約高，因此，隨著全球高齡化持續發酵下，預期患病人口數勢必將持續增加。
表1 失智症盛行率
| 年齡層區間(歲) |
65~69 |
70~74 |
75~79 |
80~84 |
85~89 |
>90歲 |
| 盛行率 |
3.4% |
3.5% |
7.2% |
13.0% |
21.9% |
36.9% |
資料來源：台灣失智症協會(2016)
根據國際失智症協會(ADI)發布的全球阿茲海默症報告顯示，2015年全球失智症人口為4,680萬人，預估至2050年人數將快速成長至1億3,150萬人，當中以亞洲地區的失智症人數最多，達2,290萬人；其次歐洲地區則有1,050萬名失智症人口，再者為美洲地區則有940萬人，而非洲地區則有約400萬人。
資料來源：國際失智症協會，IEK ITIS研究團隊整理(2017/3)
圖1 失智症區域市場人口數量分佈
台灣同樣也面臨失智症人數持續攀升的問題，根據台灣失智症協會公布的數據顯示，2016年底台灣失智症人數將超過26萬人，即每100人中就有1人是失智症患者，預估2031年將倍增至近47萬人，相當於未來的45年中患病人口數將以平均每天增加40位的速度快速增長，值得政府與民間特別關注與及早因應。
二、目前臨床尚無適當的失智症治療方式
目前臨床針對失智症治療的方式有二，分別為藥物以及非藥物治療，在藥物治療方面僅能減緩患者心智功能退化的程度，也就是說僅能延緩退化，並無法治癒，且會造成噁心、血壓降低、頭暈等副作用產生；而非藥物治療則是藉由提供熟悉的環境以及活動的安排，像是懷舊治療、音樂治療或者是訓練等方式為主，達到退化的延緩。不管是藥物或非藥物治療都僅能消極的延緩惡化，並無法完全治癒。
美國北卡羅來納大學最新研究發現，在睡眠時以溫和的電流給予非侵入性的腦部刺激，可能可增強受試者的記憶能力，未來將有可能應用於部分記憶喪失疾病，相關研究成果於2016年8月刊登於Current Biology期刊，為失智症帶來新的治療機會。
三、可即時偵測回饋的經顱交流電刺激技術
根據Journal of Neuroscience文獻指出，睡眠有強化記憶與資訊整合的作用，當中又以慢波睡眠對於強化記憶力將有幫助，隨著阿茲海默症的症狀趨於嚴重，夜間睡眠時間(total sleep time, TST)、睡眠效率(sleep efficiency)均有減少，並影響睡眠第二期的睡眠紡錘波(sleep spindle)。
由於臨床研究顯示，在睡眠時有越多紡錘波產生的受試者，記憶功能較好。因此，美國北卡羅來納大學研究團隊開發可即時偵測睡眠紡錘波，並快速回饋(腦部振盪刺激)的系統。於受試者睡眠過程中，藉由經顱電刺激(transcranial alternating current stimulation, tACS)的方式，將微弱電流經由頭皮，可針對腦內特定頻率進行誘發以及人為增強(artificial boost)腦內的sigma波。研究發現藉由正確標定出睡眠紡錘波階段，並進行即時刺激回饋，可以讓大腦處理及保留資訊的能力增強，睡眠紡錘波與記憶強化具有高度關聯度。
資料來源：Current Biology期刊(2016)
圖2 顱電刺激技術示意圖
四、結論
失智症為老年常見退化性疾病，神經傳導物質乙醯膽鹼(acetylcholine)減少以及腦內蛋白斑塊是可能的致病原因，目前臨床有藥物或非藥物等兩種治療方式，但這兩種治療方式都無法完全治療或恢復以受損的大腦細胞，僅能消極延緩疾病的進行。
隨著電刺激技術的發展，為失智症帶來可能的治療新機會。盤點我國在電刺激研究能量，像是學研單位如台大、成大、清大、交大、長庚、高醫大等皆有相關教授進行研究，在產業界的部分，神經電刺激產品出口持續增長，顯示廠商具有相關能量。然而，產品大多應用於物理治療以及復健領域，因此在我國電刺激技術具有一定基礎下，如何整合學研醫以及產業界，布局高齡化後的重點需求疾病領域，發展高階電刺激產品將是提高業者競爭力與產業轉型的思考點。
因此，我國在臨床端、學研端以及產業端皆累積相當能量，可思考如何整合以發展高階電刺激產品。臨床端方面，台灣在腦神經外科、老年醫學、失智症研究據臨床經驗與研究能量，學研端具有累積相關電刺激的基礎研究；廠商端則是在電刺激產品具有多年產品基礎。未來如何透過基礎研究，如對於大腦記憶區域與認知模式、腦內振盪模式、睡眠、記憶與腦內作用機制的關聯度進行研究；產業承接進行產品開發，如適當頻率波段設計、自控回饋刺激設計、系統整合；並透過醫界的試驗驗證，發展全球創新的高階電刺激產品。
(本文作者為工研院IEK執行產業技術前瞻研究與知識服務計畫產業分析師)
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