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磁刺激可視化應(yīng)用：fNIRS探索rTMS鎮(zhèn)痛機制

  • 發(fā)布日期：2022-09-01
  • 閱讀量：1056
  • 來源：依瑞德集團

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）能鎮(zhèn)痛，但rTMS能否調(diào)節(jié)感覺纖維上的感覺和疼痛閾值尚不清楚。


因此，福建醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院王志勇醫(yī)生研究團隊應(yīng)用依瑞德集團生產(chǎn)的經(jīng)顱磁刺激儀比較了三種rTMS模式對不同感覺纖維（Aβ、Aδ和C纖維）在疼痛閾值方面的影響。


此外，還利用依瑞德集團旗下資聯(lián)虹康公司生產(chǎn)的近紅外腦功能成像系統(tǒng)研究了其潛在的大腦激活機制。

文章于2022年發(fā)表在《Frontiers in Molecular Neuroscience》雜志上（IF=5.639）。


研究詳情如下：


一、實驗流程

根據(jù)納排標(biāo)準(zhǔn)，納入40名右利手健康受試者，隨機分為4個組。每個受試者接受其中一種經(jīng)顱磁刺激：長時間連續(xù)性脈沖刺激（pcTBS）、間歇性脈沖刺激（iTBS）、10Hz的rTMS或偽刺激。


分別在基線、刺激后立即和刺激后1小時測量電流感知閾值（CPT）、疼痛耐受性閾值（PTT）和fNIRS。具體實驗流程如圖一：


圖一：MEP為運動誘發(fā)電位，CPT為電流感知閾值，PTT為疼痛耐受性閾值，fNIRS為近紅外腦功能成像技術(shù)。刺激靶點均為左側(cè)M1區(qū)。

長時間連續(xù)性脈沖刺激（pcTBS）包括3個50Hz的脈沖，重復(fù)400次，間隔200ms（共1200次脈沖，耗時1min40s）。

間歇性脈沖刺激（iTBS）包括3個50Hz的脈沖，重復(fù)10次，間隔200ms（共600次脈沖，耗時3min20s)。

10Hz的rTMS由15個10Hz頻率刺激10s組成，間隔50s（共1500個脈沖，耗時15min）。



二、評估
①感覺和疼痛閾值評估
使用神經(jīng)計R裝置（UAS）評估無痛電流感知閾值（CPT）和疼痛耐受性閾值（PTT）。Aβ、Aδ和C纖維群分別受到2000Hz、250Hz和5Hz的正弦波形電流的選擇性刺激。

神經(jīng)計R產(chǎn)生一個恒定的電流刺激，它喚起的反應(yīng)，量化了感覺神經(jīng)纖維的三個主要亞群的功能完整性。


②fNIRS、神經(jīng)成像和探針定位

采用依瑞德集團旗下資聯(lián)虹康BS3000近紅外腦功能成像系統(tǒng)，根據(jù)EEG-10-20系統(tǒng)，光纖帽子在前額葉區(qū)域產(chǎn)生37個數(shù)據(jù)通道，采樣率為20Hz。具體檢測步驟如圖二：


圖二：(A)fNIRS光纖帽的佩戴方法。(B)腦通道定位模式。(C)fNIRS測試程序。PTT為疼痛耐受性閾值。



三、結(jié)果
①用2KHz電流測量pcTBS組CPT，刺激后1小時CPT顯著增高，如圖三：

圖三：***P < 0.001


②基線和刺激后1小時之間，2KHz的電流刺激時，pcTBS組和偽刺激組及10Hz組CPT有顯著性差異；250Hz電流測量pcTBS組和10Hz組CPT有顯著性差異，iTBS組和偽刺激組MEP潛伏期有顯著性差異，如圖四：


圖四：(A)在基線和刺激后1小時之間，2KHz的電流感知閾值的變化。

(B)在基線和刺激后1小時之間，250Hz的電流感知閾值的變化。

(C)在基線至刺激后1小時之間，MEP潛伏期的變化。*P<0.05；**P<0.001。



③在刺激后立即執(zhí)行PTT 2KHz任務(wù)時，四個組左右兩側(cè)前額葉背外側(cè)區(qū)（DLPFC）激活水平有顯著性差異；

刺激后立即執(zhí)行PTT 5Hz任務(wù)時，iTBS組VS偽刺激組左側(cè)DLPFC激活水平有顯著性差異；
刺激后1h執(zhí)行PTT 2KHz任務(wù)時，四組右DLPFC和右額極皮層（FPC）激活水平有顯著性差異；
2KHz任務(wù)pcTBS組和偽刺激組刺激后1小時與基線之間PPT變化有顯著性差異，如圖五：

圖五：(A)比較刺激后立即執(zhí)行PTT2KHz任務(wù)時大腦激活的差異。

(B)比較刺激后立即執(zhí)行PTT 5Hz任務(wù)時腦激活的差異。

(C)刺激后1h執(zhí)行PTT2KHz任務(wù)時腦激活的差異。

(D)比較在進(jìn)行PTT2KHz時，刺激后1小時與腦激活基線變化的差異。


④不良反應(yīng)：有兩例受試者出現(xiàn)輕微頭痛，一例是接受pcTBS后，另一例是接受iTBS后，沒有其他嚴(yán)重不良反應(yīng)。


四、結(jié)論
①與10Hz rTMS和偽刺激相比，pcTBS可以調(diào)節(jié)Aβ纖維的敏感性；
②與iTBS相比，pcTBS可以調(diào)節(jié)Aδ纖維的敏感性，說明延長cTBS的持續(xù)時間可以將抑制性cTBS轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生興奮作用的pcTBS；
③pcTBS能顯著激活A(yù)類纖維，說明pcTBS具有潛在的鎮(zhèn)痛作用;

④與iTBS、10Hz的rTMS和偽刺激相比，應(yīng)用于左側(cè)M1的pcTBS在刺激后可以增加DLPFC和FPC的興奮性，提示M1與FPC的相互作用可能是pcTBS鎮(zhèn)痛作用的潛在機制。



祝賀福建醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院

王志勇醫(yī)生研究團隊

取得重大研究成果！


▼ 參考文獻(xiàn)

Li Chong,Zhang Nannan,Han Qiong et al. Prolonged Continuous Theta Burst Stimulation Can Regulate Sensitivity on Aβ Fibers: An Functional Near-Infrared Spectroscopy Study.[J] .Front Mol Neurosci, 2022, 15: 887426.


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