双侧与单侧丘脑底核深部脑刺激的功能网络差异及其对帕金森病运动症状的优化机制

这篇研究通过功能磁共振成像（fMRI）揭示了双侧丘脑底核深部脑刺激（STN-DBS）相较于单侧刺激的独特优势：双侧刺激能强化运动枢纽（如感觉运动皮层、丘脑）的协同激活，同时抑制单侧刺激引发的非运动区（前额叶）不良反应，从而为帕金森病（PD）患者提供更优的运动功能改善。研究为临床手术方案选择提供了关键的神经机制依据。

　　

方法
22例接受双侧STN-DBS的帕金森病患者被前瞻性纳入研究，分为左单侧刺激组和双侧刺激组，在3T磁共振下采用30秒ON/OFF循环范式采集BOLD-fMRI数据。通过SPM12进行图像预处理和统计参数映射分析，采用阈值无关簇增强（TFCE）校正多重比较。

关键发现

1. 双侧刺激的协同效应：双侧刺激在感觉运动皮层引发更显著的BOLD信号降低（p=0.05），同时消除单侧刺激时前额叶的非预期激活（p=0.02），表明其对运动通路的精准调控。
2. 网络差异：单侧刺激仅激活同侧丘脑腹外侧核（p<0.001），而双侧刺激在双侧丘脑和感觉运动皮层产生镜像响应，且右丘脑激活更强（R²=0.36）。
3. 临床相关性：左感觉运动皮层活动与右侧运动症状改善显著相关，尤其对运动迟缓（R²=0.54）和震颤（R²=0.28）的改善预测力最强。小脑活动则与轴向稳定性改善相关（p=0.003）。

机制阐释
研究提出"双侧协同模型"：双侧STN-DBS通过双重作用优化疗效——

• 增强运动通路：同步激活双侧基底节-丘脑-皮层环路，恢复丘脑皮层神经元节律（参考Rubin & Terman计算模型）；
• 抑制干扰网络：减少前额叶非运动区的异常募集，避免运动指令干扰。这一发现解释了为何双侧刺激对轴向症状（如步态）的改善可达单侧的2倍以上。

临床意义
尽管双侧刺激可能增加构音障碍风险（与小脑过度激活相关），但其对中轴症状和双侧运动症状的显著优势支持其作为非偏侧化PD患者的首选方案。研究为个体化手术决策提供了功能影像标志物，未来可通过fMRI引导的靶点优化进一步提升疗效。

局限性
研究采用组间对照而非自身对照，但通过严格匹配基线特征（年龄、病程、UPDRS-III评分）降低偏倚。未来需延长刺激洗脱期并扩大样本以验证结论。