综述:外周神经刺激与认知表现之间的关联:来自健康个体和多种疾病病理学的见解

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:Frontiers in Aging Neuroscience 4.5

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  这篇综述系统探讨了外周神经刺激(PNS)对认知功能的影响机制及临床应用,重点分析了迷走神经刺激(VNS)和经皮神经电刺激(TENS)在阿尔茨海默病(AD)、癫痫、术后认知功能障碍(POCD)等疾病中的潜在疗效。通过整合47项研究,揭示了PNS通过调节神经递质(如5-HT、ACh、GABA)、激活神经可塑性及抑制神经炎症等通路改善认知功能的机制,为认知障碍的干预提供了新思路。

  

1 引言

认知功能障碍涉及记忆、学习和注意力等多维度损害,其风险因素涵盖遗传、生活方式及疾病史。全球神经疾病负担调查显示,AD、癫痫等疾病是致残主因,而传统治疗手段效果有限。外周神经刺激(PNS)如迷走神经刺激(VNS)和经皮神经电刺激(TENS)展现出潜力,尤其VNS已获FDA批准用于难治性癫痫。非侵入性技术(如taVNS)的兴起进一步拓展了PNS的应用前景。

2 外周神经刺激的机制

PNS通过多途径改善认知功能:

  • 神经递质调控:VNS提升去甲肾上腺素(NE)、5-羟色胺(5-HT)等水平,激活蓝斑核(LC)和孤束核(NTS),增强海马区功能。

  • 神经可塑性:VNS促进海马神经发生和树突复杂性,加速卒中后皮层重塑。

  • 抗炎通路:通过胆碱能抗炎通路(CAP)抑制IL-1β、TNF-α等促炎因子,减轻AD和癫痫中的神经炎症。

  • 疾病特异性效应:如VNS降低AD患者脑脊液tau蛋白,但增加其磷酸化;在POCD模型中减少Aβ40/Aβ42积累。

3 外周神经刺激对认知表现的作用

3.1 健康个体

taVNS可增强注意力、执行功能和冲突适应能力,但多任务场景下效果有限。急性VNS在动物模型中提升短期记忆,而慢性刺激则通过表观遗传修饰(如HDAC11下调)促进记忆巩固。

3.2 阿尔茨海默病及相关认知障碍

VNS在轻度认知障碍(MCI)患者中改善MoCA-B评分,调节海马-皮层功能连接。TENS对早期AD患者有效,但MCI患者可能因胆碱能系统过度激活而反应不佳。

3.3 癫痫

侵入性VNS(iVNS)显著减少癫痫发作频率,但对认知功能影响不一:部分研究显示执行功能受损,而注意力可能增强。儿童患者中,早期植入VNS(<5岁)或更易改善认知。

3.4 术后认知功能障碍

taVNS术前干预降低老年患者dNCR发生率(10% vs. 27.1%),机制涉及抑制IL-6和胆碱酯酶活性,减少海马神经元凋亡。

3.5 脑血管意外与颅脑创伤

TNS通过激活CRH和DAT神经元改善TBI模型认知功能;taVNS增强脑脊液循环,缓解血管性认知障碍。

3.6 其他因素

  • 抑郁症:VNS长期治疗提升TRD患者语言和执行功能。

  • ADHD:TNS调节右额叶活动,改善执行功能。

  • 化疗脑:电针三叉神经刺激(EA/TNS)逆转乳腺癌患者数字记忆下降。

4 结论与展望

PNS在健康人群和部分神经疾病中展现认知改善潜力,但疗效受刺激参数和疾病阶段影响。未来需关注性别差异、肠-脑轴调控及便携设备开发,以推动临床转化。

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