综述：运动神经元疾病中脑电图和脑磁图的新方法

这篇综述系统阐述了脑电图(EEG)和脑磁图(MEG)技术在运动神经元疾病(MND)研究中的创新应用，重点分析了其在识别网络病理生理学特征、开发诊断/预后生物标志物方面的优势，并探讨了传感器技术、源重建算法的最新进展如何克服传统EEG/MEG的空间分辨率限制。

　　

背景

运动神经元疾病(MND)正逐渐被确认为网络性障碍，其皮层功能障碍超出运动皮层范围。作为直接检测脑电磁场变化的技术，EEG和MEG能提供神经网络活动的实时观测。尽管既往因空间分辨率限制和噪声干扰问题被忽视，但传感器技术和源重建算法的进步使其成为研究MND皮层网络病理生理学的有力工具。

EEG/MEG的技术优势

避免血管代谢干扰：与功能磁共振(fMRI)和正电子发射断层扫描(PET)不同，EEG/MEG直接测量皮层神经元突触后电位产生的电磁场，排除了MND中血管/代谢异常的干扰。

超高时间分辨率：达到亚毫秒级，远超fMRI(2-5秒)和PET(5-10秒)，能捕捉执行功能相关的高频振荡(～150 Hz)。

成本效益：EEG系统成本低于5万欧元，远低于传统MEG(200-300万欧元)，新型光泵磁强计(OPM)-MEG系统使成本降至约100万欧元。

患者友好性：支持坐姿检测，适应存在呼吸困难等MND症状的患者，且允许中途暂停，优于需长时间静卧的fMRI。

关键技术突破

空间分辨率提升：通过源重建方法，EEG/MEG信号可映射至脑体素，分辨率达EEG<1 cm、MEG<1 mm，同时保持毫秒级时间分辨率。

噪声处理策略：采用独立成分分析(ICA)、伪影子空间重建(ASR)和波束成形技术，有效消除肌电(EMG)等运动相关伪影。

静息态研究发现

频谱功率异常：

• α波段(8-12 Hz)：ALS患者枕叶/后顶叶功率显著降低(EEG证实，MEG未发现)

• β波段(13-30 Hz)：后顶叶和感觉运动区功率降低，与疾病负担呈正相关

• γ波段(>30 Hz)：结果矛盾，可能与疾病阶段异质性有关

功能连接改变：

• 振幅包络相关(AEC)显示ALS患者θ/γ波段连接增强，涉及前额叶-颞叶-顶叶网络

• 最小生成树(MST)分析提示ALS脑网络拓扑结构去中心化

微状态特征：微状态A/B持续时间延长与运动进展相关，C→D转换概率降低预示生存期缩短。

任务态研究进展

运动任务：

• β波段事件相关去同步(ERD)反映运动皮层GABA_A能抑制缺失

• 运动后β反弹(ERS)减弱提示上运动神经元(UMN)抑制控制障碍

• 皮质肌相干性(CMC)降低表明ALS患者皮质脊髓束传导异常

认知任务：

• 注意任务中N2电位振幅降低与ECAS评分相关

• 异常P3源活动(前额叶/岛叶过度激活)预示执行功能障碍

• 失匹配负波(MMN)源定位显示C9orf72基因携带者特异性改变(AUROC=0.95)

生物标志物开发

诊断价值：

• 运动相关β-ERS联合δ波段同步性可使ALS鉴别准确率达AUROC≥0.8

• 无监督聚类识别4种ALS亚型，对应不同生存期(3-6年)

预后预测：

• MMN源活动模式可预测生存期和认知衰退速度

• 功能连接"指纹"可预测ALSFRS-R、King's等临床评分

临床试验应用：

• 作为治疗靶点参与度指标(如β-ERS反映GABA能调控)

• 用于患者分层(基于网络异常模式)和疗效监测

未来方向

技术革新：

• 移动EEG系统实现居家监测

• OPM-MEG提升运动耐受性

基础研究：

• 扩大无症状基因携带者队列研究(如SOD1突变者β-ERD增强趋势)

• 开展EEG/MEG与神经丝轻链(NfL)、经颅磁刺激(TMS)的多模态对照研究

标准化建设：

• 建立多中心大样本队列(>100例)

• 统一数据采集/处理流程(如采用HAPPE管道去噪)

该综述系统论证了EEG/MEG在MND精准医疗中的独特价值，其揭示的网络层级病理改变为理解疾病异质性、开发新型干预策略提供了关键窗口。随着技术壁垒的突破和标准化体系的建立，这些电生理工具有望重塑MND的临床实践范式。