神經科學（Neuroscience）的實驗利器

神經科學（Neuroscience）的實驗利器
知識通訊評論第100期

十七個紅色的轉鈕開始傳送二至三公分的近紅外光進入薩瑞諾斯基的腦部，會由神經元所吸收或散射。

日本神經學家發展出來近紅外光腦血流檢測儀，已被日本厚生省核准可用於精神疾病的診斷。雖然其實驗樣本不大，也還有一些診斷的誤差，但是由於設備利用的方便性高，依然成為精神疾病診斷上的一個新利器。

在東京都心的一間診間，除了《自然》雜誌亞太地區記者薩瑞諾斯基（David Cyranoski）以外，還有滿屋子的心理醫師。薩瑞諾斯基在那裏準備接受心理健康評估。醫師沒有問他任何問題，只給他戴上一頂怪異的泳帽，上面插著電纜及紅色藍色的轉鈕。醫師按下開關，十七個紅色的轉鈕開始傳送二至三公分的近紅外光進入薩瑞諾斯基的腦部，會由神經元所吸收或散射。十六個藍色轉鈕是感光接收器，負責接收折射回腦部表面的光。操作儀器的醫師解釋，透過這些訊號，便可分辨出憂鬱症、躁鬱症，思覺失調以及正常的心智。

東京玉川大學神經學家春野雅彥直言，這的確是一個值得探討的研究，不過現有數據仍缺乏可信度。

目前已有超過一千人接受過這種由日本前橋群馬大學醫院與東京日立醫療集團的心理醫師兼神經學家福田正人（Masato Fukuda）所發明、叫做近紅外光腦血流分析（NIRS）的測試，其中多半是研究對象。不過二○○九年四月起，近紅外光腦血流測驗獲得厚生省批准為幫助精神疾病診斷的「先進醫療科技」，超過三百人以自費額一萬三千日圓（美金一百六十元）接受此項測試。東京大學附屬醫院是八所提供此項檢測的醫療機構之一，施行至今由於需求量過高，東大已經開始拒絕二次看診，而群馬大學附屬醫院的預約檢測，到三月底都是額滿的。福田表示，目前近紅外光腦血流分析檢測供不應求。

近紅外光腦血流分析檢測之所以具有吸引力，在於其對於難以區別、容易誤診的精神疾病症狀，提供了快速、明確的診斷。美國研究顯示，約百分之七十的病患，其早期診斷的結果往往是錯的。福田表示，病人往往需要強而有力的證據，請假需要解釋事由時，診斷結果尤其重要。

近紅外光腦血流分析或許可以提供有效便捷的心理健康評估方法。福田表示，這項技術的功用，與胸部X光在診斷肺結核、或用心電描技術判定心臟相關疾病十分類似。然而，除了福田與部分日本醫師以外，多數科學家抱持存疑的態度。批評者認為目前相關研究的規模過小，研究方法也不足以證明此技術的臨床成效。

東京玉川大學神經學家春野雅彥（Masahiko Haruno）直言，這的確是一個值得探討的研究，不過現有數據仍缺乏可信度。花了二十年研究思覺失調症等疾病與大腦檢測技術間的關連、芝加哥伊利諾大學神經學家史威尼（John Sweeney）表示，目前沒有任何技術的準確度，能受到一致的肯定，而近紅外光腦為血流分析又是其中發展最慢者，莽撞使用於臨床無異行走於薄冰之上，相當不可靠。真正要走到使用於病人身上那一步，還有十分漫長的一段路要走。

功能性磁振造影

戴著插滿轉鈕的帽子，我依照螢幕上的日文拼音符號，嘗試著說出由其這個音開頭的字彙。想出這些字彙的過程並不太順利，因為來自日本各地的心理醫師與神經學家正面對著我。這是他們月會的一部分，藉此討論近紅外光腦血流測驗的結果與相關技術。

與功能性磁振造影與心電描技術相比，十五年前才進入研究領域的近紅外光腦血流分析算是相對新的技術，然而日本已將其推至臨床。（世界兩大近紅外光腦血流分析儀器製造商—日立與位於京都的島津，均為日本企業，合計占去使用此技術所進行研究的三分之二。）這項技術利用血红蛋白較一般組織容易吸收近紅外光的特性，當腦內某部分神經元處於活躍狀態，此區血流自然會增加。因此，藉由監測血红蛋白濃度，便能了解特定區域的血流以及神經活動。

福田的近紅外光腦血流分析儀器，主要探究與精神疾病相關的腦前額葉外皮與大腦皮層區域，根據特定疾病的典型血流型態來幫助診斷。相較於功能性磁振造影，近紅外光腦血流分析的準確性較低、同時穿透也不那麼深入，無法精準描繪腦內各個區域血流的改變，同時空間分辨度也較低。

詮釋陷入困境的心靈，使用近紅外光腦血流分析而得的大腦皮質血流典型型態：（由左至右）健康控制組、重度憂鬱症、 躁鬱症（雙極性情感疾患）、 思覺失調症（Y軸代表血红蛋白濃度改變（毫莫耳）；X軸代表時間（秒）；黃線-充氧血红蛋白、藍線-缺氧血红蛋白、紅線-血红蛋白總量）

不過近紅外光腦血流分析相對便宜、且易攜帶，病人不用忍受功能性磁振造影的噪音，以及令人緊張的大筒管，只要坐直即可。因此近紅外光腦血流分析特別適合容易焦躁的孩童與精神焦慮的病患。這也使近紅外光造影，逐漸受到全世界腦科學家的青睞。美國最大製造商紐約葛蘭角的NIRx醫療科技公司生產的紅外光造影儀器，主要使用於自閉症以及腦機介面等領域。日立製造的精簡版儀器則可以無線方式分析同處一室四個人的大腦活動。

臨床診對與近紅外光腦血流分析的作用，可說是相輔相成的。

福田則致力於此技術的臨床診斷應用。身材精瘦、滿頭灰髮的福田深信，紅外光腦血流分析能夠幫助病患。從一九九七年還是東京大學副教授時，福田便開始使用紅外光造影儀器，以檢測不同精神病症患者的腦部活動。研究發現，就分屬於各組、每組十至二十名的重度憂鬱、躁鬱症（雙極性情感疾患）與思覺失調症患者的平均顯示而言，的確存在特定的腦啟動型態。福田進一步將這些數據簡化為圖表，用以表示腦前額葉外皮與大腦皮層最初六十秒的活動。他表示，測試結果的正確率可達約八成。

對於這些研究成果，其他神經學家仍有所保留。春野雅彦指出，目前已發表的研究所檢測的病患數量過少，無法有效判別不同的形式，此外，即便這些形式的確存在於跨組別的平均數據中，也不代表就能準確地應用於個人身上，根據其形式歸類至特定疾病組別。春野坦言，這樣的測驗結果，對於單一病人來說，誤導的成分比實際的意義來的多。

與福田合作已久的德國蒂賓根大學學者法格特（Andreas Fallgatter），十四年來將近紅外光腦血流分析技術，應用於約一千名病患上。他也認為，近紅外光腦血流分析目前僅屬研究方法的一種，不過顯然福田已經成功說服日本政府採用於臨床診斷。法格特正準備重複福田的語言試驗，進一步確認成效。

日本政府這次的快速採納，是依據二○○五年國家厚生省訂定，以促進生技產業發展為目標的「先進醫療技術計畫」施行。近紅外光腦血流分析技術的評估工作是由擔任國家精神與心理中心的主任、專長於憂鬱症治療的醫師科學家樋口輝彦（Teruhiko Higuchi）所負責。評估報告指出，這項技術的安全性、成效與便利性均高，也可以與其他診斷技巧合併，以利不同精神狀態，像是重度憂鬱、躁鬱症（雙極性情感疾患）與思覺失調症等早期的關鍵鑑別診斷。

根據公布在網路上的評估會議記錄，樋口輝彦認為，這項技術將做為輔助診斷之用。目前樋口輝彦領導的國家精神與心理中心已開始使用近紅外光腦血流分析技術。然而由於病患人數過少、部分病患處於服用處方藥的狀態，與會學者仍表示疑慮，不過最終此技術仍順利通過審核。

研究結果顯示，病患的近紅外光腦血流分析報告，並不會受到服藥與否所影響。

福田表示，病患人數超過五百人的大規模研究結果，很快就會發表，將可以解答這些疑慮。此研究藉由將照射紐數量加倍、調整實驗方法，更能有效區別不同的精神疾患。此外，研究結果顯示，病患的近紅外光腦血流分析報告，並不會受到服藥與否所影響。

他坦承，使用平均數值做為個別診斷之用的確有欠周延，相關批評他也欣然接受。不過福田表示，同樣的問題也發生在其他的醫學測量判別上，心電描技術即為一例。由於個別差異的存在，因此除了檢測技術之外，判讀也為必要。福田強調，臨床診對與近紅外光腦血流分析的作用，可說是相輔相成的。

然而，至少就部分病例而言，近紅外光腦血流分析主導了病情診斷。福田以近紅外光腦血流分析結果與臨床診斷的相符，來認定其為成功的。但是當兩者結果不一，福田會重覆詢問病人及其家屬，是否有遺漏重要的症狀，例如詢問一名分析結果為思覺失調症的病患，是否忘記提及曾產生幻覺的症狀。

心理健康學家梅爾-林登堡表示，若此實驗以尚未接受診斷或治療的病患為研究對象，會更有說服力。

德國海德堡大學神經影像與心理健康學家梅爾-林登堡（Andreas Meyer-Lindenberg）表示，若此實驗以尚未接受診斷或治療的病患為研究對象，會更有說服力。他認為，最理想的狀況，是與診間內實際的狀況相同，那就是以未確診的病患作為樣本，依據檢測結果分類，再追蹤以確認診斷的正確性。

福田與其同事已進一步著手將近紅外光腦血流分析，用在恐慌症、注意力缺乏以及創傷後壓力失調等的診斷之上。

薩瑞諾斯基自己的近紅外光腦血流分析結果，其實很難判定。十五分鐘的檢測與電腦分析後，福田依據分析型態，判定他的精神狀態屬於正常。然而，當薩瑞諾斯基將分析結果與研究報告相互參照時，卻發現他的型態落在正常與躁鬱症之間。

事後福田認為，依據近紅外光腦血流分析，薩瑞諾斯基的結果並非典型的正常型態，這可能是由於檢測時有旁觀者在場，使他不敢暢所欲言所致。福田進一步表示，研究中部分健康者的額葉也顯示與薩瑞諾斯基相同的型態，因此必須參照顳葉的數據已確診。不管診斷過程為何，薩瑞諾斯基說他應該很高興，因為結果是正常的。