综述:经颅直流电刺激增强运动想象训练效果:一项系统性回顾

《European Journal of Neuroscience》:Transcranial Direct Current Stimulation to Augment Motor Imagery Training: A Systematic Review

【字体: 时间:2025年10月30日 来源:European Journal of Neuroscience 2.4

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  本综述系统评估了经颅直流电刺激(tDCS)联合运动想象训练(MIT)对运动行为的协同效应。结果表明,在健康人群中,阳极tDCS作用于初级运动皮层(M1)可增强MIT对运动表现的益处,但在脑机接口(BCI)协议中对卒中患者的改善效果尚不明确。研究强调需进一步探索神经生理机制及标准化联合方案。

  

ABSTRACT

运动想象训练(MIT)是一种广泛应用于运动学习与康复的技术。为优化训练效果,研究者探索了将MIT与经颅直流电刺激(tDCS)相结合的方法。tDCS通过调节神经元静息膜电位,增强或抑制自发电活动,从而促进神经可塑性。本系统性回顾旨在综合当前关于MIT联合tDCS协同效应的证据,重点关注行为结局。

1 Introduction

运动想象(MI)指在无实际运动的情况下心理模拟运动动作的过程,涉及视觉和动觉元素。神经影像学研究显示,MI与实际运动执行共享重叠的脑区激活,包括初级运动皮层(M1)、辅助运动区(SMA)和小脑。MIT已被证明在运动表现和学习中具有潜力,尤其在运动康复领域(如卒中、帕金森病)。tDCS作为一种非侵入性脑刺激(NIBS)技术,通过阳极或阴极刺激调节皮层兴奋性,成本低且耐受性好。研究表明,tDCS与物理治疗结合可增强运动表现,而由于其与MIT共享神经基质,两者结合可能产生类似益处。

2 Methods

本综述遵循PRISMA指南,检索PubMed、Web of Science等数据库,最终纳入16项研究(共432名参与者),包括健康人群和临床患者(卒中、复杂性区域疼痛综合征)。研究质量通过PEDro量表评估(平均得分7.69/10)。数据提取涵盖研究设计、人口学特征、tDCS和MIT协议细节及行为结局指标。

3 Results

3.1 Study Selection

通过系统筛选,从993篇记录中最终纳入16项符合标准的研究。

3.2 Study Quality

方法学质量总体较高,但部分研究存在分配隐藏不足的风险。

3.3 Study Design and Population Characteristics

研究多为随机对照试验(RCTs),样本量14-56人,包括健康成人(56%)和卒中患者(38.9%)。女性比例平均45.2%,年龄范围20-71岁。

3.4 MIT Protocols and Outcome Measures

MIT任务涵盖手指序列、书写、姿势控制等,多采用动觉和视觉想象。部分研究使用脑机接口(BCI)协议,通过EEG检测MI信号并提供视觉反馈。想象能力通过KVIQ、MIQ等问卷评估。

3.5 tDCS Parameters and Stimulation Targets

所有研究使用阳极tDCS,电流强度1-2?mA,持续时间10-30分钟,电极多置于M1区(健康人群对侧,卒中患者患侧)。阴极通常置于对侧眶前区或M1。

3.6 Combined Intervention Protocols

tDCS多与MIT同步进行,仅少数研究在MIT前施加刺激。干预次数1-14次不等。

3.7 Study Findings

不良反应:总体耐受良好,少数报告轻微头皮不适、头痛。
健康人群运动表现:部分研究显示tDCS增强MIT效果,如书写速度、手指序列学习和姿势控制(Saruco et al., 2017, 2018)。但亦有研究未发现显著协同效应(Metais et al., 2022)。
患者群体运动恢复:卒中患者中,一项研究显示tDCS+MIT+功能训练显著改善上肢功能(Kashoo et al., 2022),但多数MI-BCI研究未显示主动tDCS优于假刺激。疼痛患者未见显著疼痛减轻(Lagueux et al., 2018)。

4 Discussion

4.1 Synergistic Effects of Combined MIT?+?tDCS

tDCS可能通过增强M1兴奋性,促进MIT期间的神经可塑性,从而提升运动学习。协同效应在任务特异性学习中尤为明显,但卒中患者的BCI协议中效果不一致,可能与人群差异、刺激时机及结局指标有关。

4.2 Methodological Considerations

研究间存在显著异质性:tDCS参数(强度、时长、电极位置)、MIT协议(模态、指令、依从性评估)及人群特征(年龄、病情严重程度)均可能影响结果。建议未来研究遵循标准化报告指南,扩大样本量,并同时测量行为与神经生理结局。

4.3 Study Quality and Safety

多数研究为RCT,但盲法和分配隐藏实施不充分。tDCS安全性良好,但需更全面报告不良反应。

4.4 Conclusions and Further Research

当前证据支持tDCS联合MIT在健康人群中的潜在益处,但临床效果需进一步验证。未来研究应关注个体差异(如MI能力、性别、年龄),优化刺激参数,并探索长期效应与机制。
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