间歇性θ波爆发刺激左前额叶皮层改善脑卒中后单侧忽略的神经生理机制:一项TMS-EEG探索性研究

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:IBRO Neuroscience Reports 2.9

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  为解决脑卒中后单侧忽略(UN)治疗策略有限的临床难题,研究人员通过间歇性θ波爆发刺激(iTBS)靶向左侧背外侧前额叶皮层(DLPFC),结合经颅磁刺激-脑电图(TMS-EEG)技术,揭示了iTBS通过增强皮层兴奋性(N100成分显著增加,p < 0.001)和重塑双侧额顶叶网络功能连接(theta波段功率降低)改善UN症状的神经机制,为临床干预提供了新靶点。

  

脑卒中后单侧忽略(Unilateral Neglect, UN)是右半球卒中患者常见的致残性并发症,超过40%的右脑卒中患者受其困扰。这种疾病不仅表现为对左侧空间的感知缺失,更会延长住院时间、增加照护负担,成为康复路上的“隐形杀手”。传统治疗手段效果有限,而近年兴起的非侵入性脑刺激技术——间歇性θ波爆发刺激(intermittent theta-burst stimulation, iTBS)虽在抑郁症等领域崭露头角,但其对UN的作用机制却如“黑箱”般未被破解。更棘手的是,既往研究发现iTBS的个体差异大,仅43%患者出现预期反应,这种“同药不同效”的现象让临床医生束手无策。

为揭开谜团,Wanying Zhao和Linlin Ye领衔的团队在《IBRO Neuroscience Reports》发表了一项开创性研究。他们巧妙地将iTBS与经颅磁刺激-脑电图(transcranial magnetic stimulation-electroencephalography, TMS-EEG)技术联用,如同给大脑安装了“高清雷达”,首次实时捕捉到iTBS刺激左侧背外侧前额叶皮层(left dorsolateral prefrontal cortex, LDLPFC)时神经电活动的动态变化。研究纳入20例UN患者,随机分为真实iTBS组和伪刺激组,通过10天干预前后对比,结合健康对照组,采用TMS-EEG记录皮层诱发电位(TMS-evoked potentials, TEPs)、时频分析和定向传递函数(Directed Transfer Function, DTF)网络建模等多维度解析。

主要技术方法

研究采用YRD CCY-II磁刺激仪,以90%运动阈值(motor threshold, MEP)对F5靶点(对应LDLPFC)实施标准iTBS方案(50Hz三相脉冲,每2秒10个爆发)。通过63导TMS兼容脑电系统(PN-NET/32)采集数据,经EEGLAB和TMS-EEG信号分析器(TESA)预处理,结合3D Slicer进行病灶定位。行为学评估包括线段划消、星标取消等经典UN测试。

4.1 临床行为学改善

线段划消任务出现显著的“时间×组别”交互效应(p=0.012),iTBS组治疗后表现优于伪刺激组(p=0.013),且组内改善显著(p<0.001)。这证实iTBS能有效缓解UN的核心症状。

4.2 皮层兴奋性增强

TEPs分析显示,iTBS组治疗后N100振幅显著增加(p<0.001),该成分反映局部抑制性中间神经元活动减弱,提示iTBS如同“解除刹车”,成功激活了LDLPFC的神经可塑性。

4.3 振荡活动重塑

时频分析发现UN患者双侧额顶叶theta波段(4-8Hz)功率异常增高,而iTBS治疗后患侧额叶theta活动显著降低。theta振荡常与认知负荷相关,这一变化暗示iTBS可能通过减轻病理性神经抑制改善注意力分配。

4.4 网络级功能重组

DTF网络分析揭示惊人发现:iTBS效应具有“延时启动”特性——早期阶段(15-150ms)仅见F5局部连接增强,而晚期(150-350ms)则涌现从患侧额叶向双侧顶叶的广泛信息流。这种“涟漪效应”表明iTBS不仅激活局部皮层,更通过长程白质纤维(如胼胝体和上纵束)重建了半球间对话。

讨论部分指出,该研究首次绘制出iTBS治疗UN的神经机制“路线图”:从局部N100增强反映的皮层去抑制,到theta振荡正常化标志的神经网络再平衡,最终通过额顶叶连接强化实现空间注意重塑。尤为关键的是,研究发现iTBS效应在时间维度上存在“级联放大”现象,这为优化治疗时机提供了重要线索——或许未来可采用“预热-增强”的分阶段刺激策略。

这项研究犹如一盏明灯,照亮了非侵入性脑刺激治疗UN的精准化道路。它不仅证实LDLPFC是干预UN的“黄金靶点”,更开创性地揭示iTBS通过多尺度(分子-网络-行为)机制发挥作用。尽管样本量限制需要后续验证,但这项融合神经调控与电生理监测的探索,无疑为攻克脑卒中后认知障碍提供了崭新范式。

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