运动训练调控体感时间辨别阈值的神经机制：基于脑电与运动学的多模态研究

这篇研究通过脑电图（EEG）、体感诱发电位（SEP）和运动学分析，系统比较了实际执行（BRT）、触觉控制（Tactile）、运动想象（VGI）和无干预对体感时间辨别阈值（STDT）和运动表现的影响。研究发现，实际执行训练显著提升运动效率并降低手指协调变异性，而运动想象通过不同的神经机制（如顶叶δ波段调制）改善STDT。研究揭示了体感皮层重组在运动学习中的作用，为神经系统疾病的康复策略提供了新见解。

　　

引言

体感时间辨别阈值（STDT）是神经系统区分连续触觉刺激的最小时间间隔，其调控涉及前额叶皮层、辅助运动区和小脑等多脑区网络。STDT异常与帕金森病（PD）等运动障碍疾病密切相关。尽管运动训练可改善STDT，但实际执行与运动想象（MI）的神经机制差异尚不明确。本研究通过多模态手段，揭示了不同训练范式对STDT和运动表现的差异化影响。

材料与方法

48名健康右利手受试者被随机分为四组：球旋转训练（BRT，实际执行）、视觉引导想象（VGI，无动作的MI）、触觉控制（简单握持）和无干预对照组。训练前后评估包括运动学分析、STDT测量、静息态脑电（rsEEG）和SEP记录。运动学数据通过无标记姿态估计工具DeepLabCut分析，STDT采用双随机阶梯法测定。

结果

运动表现：BRT组训练侧运动评分提升83%（对照组21%），运动周期时间缩短37%（其他组12%-16%），且部分效果迁移至非训练侧。

STDT改善：BRT选择性降低食指STDT（64.02 ms→43.75 ms），而VGI增强手掌敏感性（73.43 ms→61.13 ms）。

神经机制：SEP显示BRT和VGI均增强空间抑制比（SIR）可塑性，与STDT改善相关。脑电分析发现，BRT诱导顶叶γ波段和前额叶θ波段活动增强，VGI则调控同侧顶叶δ波段活动。

讨论

运动表现差异：实际执行通过优化感觉运动整合显著提升运动效率，而MI依赖高阶认知过程，效果较弱。

STDT调控：BRT通过顶叶γ/前额叶θ振荡增强时空编码，VGI则通过顶叶δ波段调制间接影响体感处理。

临床意义：研究为PD等疾病的康复提供了靶向干预策略，如结合实际执行与MI以协同改善运动和感觉功能。

结论

实际执行和运动想象通过不同的神经可塑性机制增强STDT：BRT依赖顶叶-前额叶环路，VGI侧重同侧顶叶调制。这些发现为理解运动学习中的皮层重组机制及开发个性化康复方案奠定了理论基础。