综述:通过配对联合刺激促进 spike-timing 依赖性可塑性:从健康受试者到临床应用

【字体: 时间:2025年08月09日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

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  这篇综述系统阐述了配对联合刺激(PAS)技术在神经可塑性调控中的机制与应用进展。通过精准配对外周神经刺激(PNS)与经颅磁刺激(TMS)的时间间隔(ISI),PAS可诱导突触时序依赖性可塑性(STDP),为卒中、脊髓损伤等疾病的运动功能康复提供新型神经调控策略。

  

Development of paired associative stimulation paradigms

配对联合刺激(PAS)技术的诞生源于对皮质-外周神经通路中突触时序依赖性可塑性(STDP)机制的探索。Stefan等学者在开创性研究中证实,以特定时间间隔(ISI)配对刺激正中神经(PNS)与初级运动皮层(TMS),可诱导皮质脊髓兴奋性产生长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD)效应。这种皮质-外周PAS(cpPAS)范式通过模拟生理性突触前-突触后激活时序,为研究运动系统可塑性提供了精准工具。

Factors influencing PAS effects

PAS效应受多重因素调控:ISI的毫秒级差异直接决定可塑性方向,刺激顺序(如TMS-PNS或PNS-TMS)与线圈方位(如后前向或前后向)会逆转LTP/LTD效应。个体差异(如基线皮质兴奋性)和病理状态(如卒中后神经网络重组)更会显著影响干预效果,这提示个性化参数优化的重要性。

Therapeutic applications in neurological disorders

临床转化研究显示,重复cpPAS干预能显著改善卒中患者手部运动功能(Fugl-Meyer评分提升21%),其机制与皮质脊髓束重组和M1区兴奋性再平衡相关。在阿尔茨海默病中,ccPAS(皮质-皮质PAS)通过调制默认网络θ-γ耦合,显示出改善记忆编码的潜力。目前7项注册临床试验正在探索PAS对广泛性焦虑障碍等疾病的干预效果。

Conclusions

PAS技术通过时空精准调控STDP机制,为神经康复开辟了新途径。未来研究需解决个体响应异质性、优化刺激靶点定位,并建立标准化治疗周期。随着闭环PAS系统和多模态导航技术的融合,这项兼具科研与临床价值的神经调控工具将迎来更广阔的应用前景。

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