《Movement Disorders》：Functional Connectivity to the Cerebellum and Resting-State Networks Predict Earlier Improvement of Dystonia Following Globus Pallidus Internus-Deep Brain Stimulation (GPi-DBS)
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本文发现刺激GPi腹侧与GPe交界处的“甜点”区域，以及与小脑皮层（小叶IX、Crus I、Crus II）、默认模式网络和边缘网络功能连接的区域，与肌张力障碍患者在接受GPi-DBS治疗后更早出现症状改善显著相关。研究结果支持了小脑-边缘系统-基底节网络模型在肌张力障碍中的作用，为通过多靶点、网络导向的DBS策略提高疗效提供了新见解。
背景与目的
深部脑刺激（DBS）是治疗肌张力障碍的有效方法，尤其是靶向苍白球内侧部（GPi）的DBS。然而，从设备开启到出现临床改善的时间通常较长、变异性大且难以预测。大多数患者需要数月时间逐渐改善，但部分患者在数周内即可显现显著疗效。这种早期反应背后的神经解剖学和网络水平机制尚不明确。本研究旨在探讨对双侧GPi-DBS有反应的孤立性肌张力障碍患者，其症状早期改善的结构和功能相关性。
研究方法
本研究为回顾性研究，共纳入46名孤立性肌张力障碍患者。早期反应者定义为术后3个月内统一肌张力障碍评定量表（UDRS）评分降低≥25%的患者。研究人员处理了患者的术前磁共振成像（MRI）和术后计算机断层扫描（CT）数据，以定位电极、模拟激活组织体积（VAT）并计算电场（E-field）。功能连接性使用规范的静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据进行评估，而结构连接性则通过基于组织学图谱的纤维过滤法进行估算。通过体素水平的非参数置换检验、纤维过滤分析以及基于大规模健康人群rs-fMRI数据的网络映射等方法，分析了与早期改善相关的刺激位点、神经通路和功能网络。
研究结果
临床结果显示，50%的患者（23名）为早期反应者，其达到显著改善的平均时间为2.56个月，而典型反应者则为9.78个月。两组患者在症状发作年龄、症状分布或手术时年龄等方面无显著差异。
电极定位分析发现，大多数电极植入于GPi的后外侧部分和腹侧苍白球外侧部（GPe）。尽管电极位置较既往网络映射研究更为偏外侧，但活性电极的坐标（x, y, z轴）对改善时间无显著影响。
关键的发现是，与早期临床改善最相关的刺激“甜点”位于GPi腹侧与GPe的边界处。纤维过滤分析显示，早期改善与GPe-底丘脑核（STN）连接纤维以及豆状襻（lenticular fasciculus）的神经调控显著相关。交叉验证支持了这些模型的统计普适性。
在结构连接方面，早期反应者的VAT与小脑皮层小叶IX、Crus I和Crus II的标准化纤维束数量显著高于典型反应者。然而，在连接到体感复合区（SSC）、初级感觉皮层（PSC）、初级运动皮层（PMC）、辅助运动区（SMA）和运动前皮层（pre-MC）的纤维束数量上，两组无显著差异。
功能连接分析进一步证实，早期改善与刺激位点和小脑皮层（小叶IX、Crus I、Crus II）、PMC、pre-MC、PSC及SMA的功能连接强度相关。将患者按颈肌张力障碍和全身性肌张力障碍分组分析后，两组与早期改善相关的功能连接模式无显著差异。静息态网络重叠分析表明，与早期改善最相关的区域与默认模式网络（Dice系数0.441）和边缘网络（Dice系数0.341）高度重叠。
讨论
本研究揭示了一种独特的结构和功能连接组特征，能够预测肌张力障碍患者对DBS的早期反应。虽然体感运动皮层的连接与DBS反应相关已被证实，但其在本研究的时间改善模型中仅占方差的一小部分。更重要的发现是，刺激与小脑皮层、边缘网络和默认模式网络功能连接的区域，与早期改善独立相关。这指向一个更广泛的网络模型，该模型整合了小脑、边缘系统、默认模式网络和基底节。刺激小脑连接回路可能加速改善，且不依赖于经典的体感运动网络。GPe-STN连接和豆状襻的结构重要性，以及可能通过底丘脑-脑桥-小脑通路实现的多突触相互作用，为这一机制提供了支持。此外，位于GPi-GPe边界的刺激甜点恰好是边缘GPe（连接边缘网络）、外侧GPi（连接默认模式网络）以及与小脑相连通路的汇聚点。
这些发现具有重要的临床意义。它们提示，针对小脑-边缘系统-基底节网络中的多个节点进行多靶点DBS，或结合非侵入性脑刺激，可能产生叠加的治疗益处，从而加速和优化肌张力障碍的治疗效果。
研究局限性包括样本量可能不足以揭示所有临床表型差异，以及功能与结构连接分析基于规范图谱和健康人群数据，而非患者特异性影像，可能存在假阴性或未能完全捕捉肌张力障碍患者特有的连接异常。此外，并非所有患者都接受了全面的最新基因检测，可能低估了遗传性肌张力障碍的比例。
结论
功能连接至小脑皮层与肌张力障碍患者GPi-DBS的早期反应相关。边缘网络和默认模式网络可能通过其与GPi、GPe和STN的连接，在一个更大的功能网络中整合发挥作用。未来的研究需要前瞻性地验证体感运动网络的独立贡献，并探索通过多靶点刺激策略同时调控该病理网络中的多个节点，以期获得叠加的治疗效益。
