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自發(fā)腦電震蕩可預(yù)測皮質(zhì)脊髓興奮性丨NS5000應(yīng)用分享

  • 發(fā)布日期：2021-12-30
  • 閱讀量：1332
  • 來源：依瑞德集團

經(jīng)顱磁刺激（TMS）在臨床上有著廣泛的應(yīng)用，通過TMS確定神經(jīng)振蕩和皮質(zhì)脊髓興奮性也越來越受到人們的關(guān)注。既往研究表明，皮質(zhì)脊髓興奮性受感覺運動區(qū)腦振蕩的影響，但目前尚不清楚大腦網(wǎng)絡(luò)活動是否與皮質(zhì)脊髓興奮性有關(guān)。


廣州市第一人民醫(yī)院蘭月教授團隊聯(lián)合國內(nèi)多家單位利用依瑞德集團的臻品系列NS5000成對脈沖磁刺激儀探討了這個問題，并將研究結(jié)果發(fā)表于《frontiers in Neuroscience》(IF=5.152)。


研究詳情如下：


研究方法
① 受試者
共有32名受試者納入本研究（平均年齡：21.53±1.46，7名男性），均為大學(xué)生。研究對象未服用精神藥物，無中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史或頭部外傷史，有TMS禁忌癥的個體被排除在外。

實驗前，要求參與者獲得足夠的睡眠，以在實驗過程中保持良好的精神狀態(tài)。


② 腦電圖采集與處理

應(yīng)用TMS前記錄靜息態(tài)腦電圖，保持房間安靜。參與者坐在舒適的椅子上，閉著眼睛記錄靜息腦電圖10分鐘，過程中保持清醒。


③ TMS干預(yù)
EEG采集后立即記錄靜息運動閾值（RMT）和活動運動閾值（AMT），使用NS5000成對脈沖磁刺激儀（中國武漢，依瑞德集團）以及8字形線圈，參與者保持坐姿，身體放松。線圈放置在右側(cè)M1區(qū)，與頭皮相切。

依瑞德集團研發(fā)的NS5000成對脈沖磁刺激儀


將單個TMS脈沖應(yīng)用于M1區(qū)域，用表面肌電圖記錄左側(cè)第一背側(cè)骨間肌（FDI）的運動誘發(fā)電位（MEPs）。

此外，使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)記錄第一背側(cè)骨間肌熱點，以確保線圈在整個實驗過程中不會偏離刺激目標。

統(tǒng)計分析

為了確認自發(fā)性腦電圖振蕩與皮質(zhì)脊髓興奮性之間的關(guān)系，使用最小絕對收縮和選擇算子（LASSO）識別顯著特征，并對這些特征進行相關(guān)性分析。


使用SPSS 25.0進行統(tǒng)計分析。對所有變量進行Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗，對正態(tài)分布的變量進行Pearson相關(guān)分析，否則進行Spearman相關(guān)分析，P<0.05被認為具有統(tǒng)計學(xué)意義。


研究結(jié)果

RMT范圍為21%-73%機器最大輸出強度（MSO），均值為46.25% MSO [SD=13.579]；AMT范圍為12%-57% MSO，均值為32.31% MSO [SD=11.183]。


腦電圖結(jié)果見表1：


利用最小絕對收縮和選擇算子建立腦電參數(shù)的回歸模型來預(yù)測RMT，最小λ為1.548，確定了8個潛在的預(yù)測因子；在用于預(yù)測AMT的模型中，最小λ為1.844。

Theta頻段的整體效率與RMT呈正相關(guān)，感覺運動區(qū)Alpha2振蕩的功率與RMT和AMT呈負相關(guān)，Beta1和RMT之間的相關(guān)性強度沒有達到統(tǒng)計學(xué)水平。


地形圖顯示了alpha2振蕩和beta1振蕩的功率。散點圖顯示了腦電圖（EEG）振蕩與運動閾值（B，C，E，F(xiàn)）之間的相關(guān)性。Alpha2與RMT、AMT均呈顯著負相關(guān)。



研究結(jié)論

本研究創(chuàng)新性地從功能網(wǎng)絡(luò)的角度探討了大腦活動與皮質(zhì)脊髓興奮性之間的關(guān)系。


感覺運動區(qū)功率譜與皮質(zhì)脊髓興奮性之間相關(guān)的腦電自發(fā)振蕩，反映了神經(jīng)元膜電位的節(jié)律性變化，從而反映了潛在神經(jīng)細胞組件的當(dāng)前興奮性-抑制性平衡。許多研究支持Alpha節(jié)律反映大腦皮質(zhì)興奮性的觀點。


此研究表明，自發(fā)腦電震蕩可預(yù)測皮質(zhì)脊髓興奮性。所以，從神經(jīng)生理學(xué)的角度理解TMS的機制至關(guān)重要，TMS對皮質(zhì)的作用依賴于局部神經(jīng)元的活動和全局網(wǎng)絡(luò)的活動。


這為揭示TMS對神經(jīng)電活動的調(diào)節(jié)作用提供了重要的基礎(chǔ)，EEG的網(wǎng)絡(luò)分析可以為研究大腦對TMS的反應(yīng)提供有益的補充。



廣州市第一人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科


國家級康復(fù)醫(yī)學(xué)住院醫(yī)師培訓(xùn)基地，華南理工大學(xué)博士碩士培養(yǎng)點。暨南大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)專業(yè)博士培養(yǎng)點，承擔(dān)廣州市“老年衰弱與神經(jīng)康復(fù)”重點實驗室建設(shè)。康復(fù)醫(yī)學(xué)科近年來科研成果斐然，獲得9項國家自然科學(xué)基金，2項國家重點研發(fā)計劃子課題及多項廣東省公益研究與能力建設(shè)重點項目、廣州市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新重大項目資助。


多年來，康復(fù)醫(yī)學(xué)科全面開展經(jīng)顱磁刺激的臨床應(yīng)用與機制研究，在經(jīng)顱磁刺激精準靶向治療及腦可塑性等研究方面成果頗豐，發(fā)表國內(nèi)外核心期刊多篇。目前，“經(jīng)顱磁刺激治療運動認知”已經(jīng)發(fā)展成為科室重點特色項目，獲得病患一致認可和好評。



參考文獻：

Cai Guiyuan，Wu Manfeng，Ding Qian et al. The Corticospinal Excitability Can Be Predicted by Spontaneous Electroencephalography Oscillations.[J] .Front Neurosci， 2021， 15: 722231.


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