基于丘脑-额叶α频段功能连接揭示抽动秽语综合征病理网络机制与闭环DBS治疗新靶点

本研究针对抽动秽语综合征（TS）病理机制不明、缺乏可靠生物标志物的问题，通过联合颅内深部脑刺激（DBS）靶点局部场电位（LFP）记录与高密度脑电图（EEG）技术，首次发现丘脑-额叶α频段（8-12 Hz）相位同步强度与TS症状严重度呈负相关，且抽动前该连接特异性减弱。这一功能性连接模式为理解TS网络病理机制提供了新视角，为闭环DBS治疗提供了潜在调控靶点。

　　

抽动秽语综合征（Tourette Syndrome，TS）是一种令人困扰的神经发育障碍，患者不仅会出现不自主的运动或发声抽动，还常伴随强迫行为、注意力缺陷等共病。更独特的是，多数患者在抽动前会体验到一种难以名状的“前兆性冲动”（Premonitory Urge, PMU），这种内在的紧张感往往只有通过执行抽动才能暂时缓解。尽管TS的病理机制尚未完全阐明，但学界普遍认为其与皮质-基底节-丘脑-皮质（Cortico-Basal Ganglia-Thalamo-Cortical, CBGTC）环路的失调密切相关。

对于药物难治性的重度TS患者，深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）已成为一种有效的治疗选择。尤其是针对丘脑内侧核团（如CM-Voi或VA/VL）的DBS，在临床实践中显示出良好的疗效。然而，DBS的作用机制仍不明确，个体疗效差异较大，且长期调控缺乏可靠的生物标志物指导。以往研究多依赖于术中记录的局部场电位（Local Field Potential, LFP），但手术环境、麻醉药物等因素可能干扰神经信号的记录，限制了其临床应用价值。

近年来，随着具有脑信号感知功能的新型神经刺激器（如Medtronic Percept? PC）的应用，研究人员能够在术后长期、自然地记录LFP信号，为揭示TS的神经机制提供了前所未有的机会。尽管已有研究报道了丘脑低频振荡活动（2–15 Hz）与抽动严重度相关，但大多聚焦于功率特征，而对跨脑区的功能连接模式研究甚少。鉴于TS被认为是一种“网络病”，理解不同脑区之间的协调异常尤为重要。

为此，本研究团队联合高密度EEG与Percept? PC记录的LFP信号，首次在非手术环境下系统探讨了TS患者丘脑-皮质功能连接模式。他们特别关注了不同频段下的相位同步性（Phase Synchronization Index, PSI），并分析其与抽动严重度、抽动抑制以及抽动生成过程的关系。研究结果发表于《Molecular Psychiatry》，为TS的病理生理机制和精准神经调控提供了重要依据。

本研究主要依托8名接受丘脑DBS手术的男性TS患者，使用Medtronic Percept? PC系统采集双侧丘脑LFP信号，同时通过63导联EEG系统记录头皮脑电活动。实验在刺激关闭状态下进行，包括静息态、自由抽动条件和抽动抑制条件。通过视频与加速度计精准标记抽动事件，并采用相位同步指数（PSI）分析丘脑与皮质各脑区的功能连接。统计方法包括方差分析、相关分析以及基于聚类的蒙特卡洛置换检验以控制多重比较。

A TS-protective thalamo-frontal alpha network at rest

研究发现，静息状态下存在一个空间与频谱特异性的丘脑-皮质振荡连接网络，该网络主要集中于前额叶区域且限于α频段（8–12 Hz）。相位同步强度在Fz通道表现最高，并与耶鲁全球抽动严重程度量表（YGTSS）总分及前兆冲动量表（PUTS）得分呈显著负相关，即功能连接越强，症状越轻。值得注意的是，这种关联仅存在于功能连接层面，而未在丘脑或额叶的α功率中观察到。

Absence of a tic suppression effect

在比较自由抽动与抽动抑制条件时，未发现抽动频率或丘脑-额叶α连接存在显著差异，推测可能与患者已形成习惯性抽动控制或任务设计未能有效诱发自愿抑制有关。

Tic-related thalamo-frontal alpha connectivity and power dynamics

抽动发生前，丘脑-前额叶α功能连接出现显著降低，起始于抽动前约1.8秒，并持续至抽动后0.6秒。这种动态变化在传感器水平和源信号水平均得到验证，且呈现出逐渐下降的趋势。相反，α频段功率在抽动前后未显示一致性变化。

进一步源定位分析显示，抽动前丘脑与多个感觉运动区域的功能连接出现阶段性降低，包括初级运动皮层（M1）、初级感觉皮层（S1）、运动前区（PMC）、辅助运动区（SMA）以及下顶叶皮层（IPC）。这些连接变化具有明显的时间动态特征，表明多个脑区协同参与抽动生成过程。

本研究通过联合颅内LFP与头皮EEG记录，首次在TS患者中揭示了丘脑-前额叶α频段功能连接的特异性减弱与抽动严重程度密切相关，并且在抽动发生前出现显著动态下降。这一发现强调了TS作为网络障碍的特征，突出了功能连接（而不仅是振荡功率）在病理机制中的重要性。此外，研究证实了使用感知型DBS设备（如Percept? PC）在自然状态下研究神经环路的可行性，为未来个体化DBS治疗和闭环调控策略提供了潜在的生物标志物。尽管样本量较小且存在异质性，该研究为理解抽动生成的神经时序过程和开发新型治疗靶点奠定了重要基础。