步态同步节律性脑刺激同步激活初级运动皮层(M1)与辅助运动区(SMA)改善脑卒中偏瘫患者步态变异性的初步研究

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:Frontiers in Human Neuroscience 2.7

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  本前瞻性多中心随机对照试验首次探索了步态同步节律性经颅交流电刺激(tACS)靶向初级运动皮层(M1)联合经颅直流电刺激(tDCS)激活辅助运动区(SMA)的创新方案。研究证实该联合干预策略可显著降低偏瘫侧步态时间变异系数(CV),改善迷你平衡评估系统测试(Mini-BESTest)评分,且与平衡功能提升呈显著相关(η2p=0.309),为卒中后步态稳定性康复提供了新范式。

  

引言:步态障碍是脑卒中后常见且致残的后遗症。虽然步行速度是康复关键指标,但步态变异性与跌倒风险及长期功能衰退密切相关。辅助运动区(SMA)与初级运动皮层(M1)的功能交互在卒中后步态控制中起关键作用。同步激活负责节律调节与运动计划的SMA和步态同步刺激负责运动执行的M1,可能协同增强步态稳定性。

材料与方法:16名发病180天内、40-90岁的卒中后偏瘫患者被随机分入干预组(n=8)或对照组(n=8)。干预组在接受20分钟 treadmill行走训练时,同步接受SMA靶向2mA tDCS和偏瘫侧M1步态同步节律性tACS刺激,对照组接受伪刺激。两组均进行3周共15次训练。主要结局指标包含招募率、保留率、依从性和不良事件等可行性指标,以及偏瘫侧步幅、支撑相和摆动相时间变异系数(CV)和迷你平衡评估系统测试(Mini-BESTest)等初步疗效指标。

结果:所有16名参与者均完成干预,无不良事件,显示高可行性。干预组偏瘫侧步幅时间变异性显著降低,Mini-BESTest评分显著改善,且步态变异性降低与平衡功能改善显著相关。线性混合模型显示步幅时间CV存在显著条件×时间交互效应(F(1,14)=6.27, p=0.025, η2p=0.309),事后检验显示真实刺激后显著降低(p=0.014, Cohen’s d=-1.10)。Mini-BESTest同样存在显著交互效应(F(1,14)=6.27, p=0.025, η2p=0.309),干预组显著改善(p=0.012, d=1.05)。10米步行测试和6分钟步行测试仅时间主效应显著(p<0.001),组间无差异。数值评分量表(NRS)变化率组间差异显著(U=55.5, p=0.012, r=0.62)。相关性分析显示偏瘫侧支撑相时间CV与Mini-BESTest、步幅时间CV与坐站测试显著相关。干预组平均 treadmill步行速度从1.41±0.50 km/h显著提升至2.20±0.30 km/h(p=0.002),tACS频率从0.58±0.08 Hz增至0.60±0.13 Hz。

讨论:本试点研究证明了联合干预方案的高可行性和安全性。大步幅效应表明同步刺激可诱导步态稳定性和平衡控制的有意义改变。其生理机制可能涉及双重刺激对中枢模式发生器(CPG)的叠加调节或SMA与M1间皮质-皮质耦合的增强。SMA参与预期性姿势调整、节律控制和运动计划,M1负责执行随意运动命令,两者功能交互对步态康复至关重要。所选结局指标总体合适,但Fugl-Meyer评估(FMA)和功能独立性测量(FIM)运动分量表可能存在天花板效应。步幅时间变异性和Mini-BESTest的改善幅度超过既往报道的最小临床重要差异,提示其降低跌倒风险的潜在价值。

局限性包括缺乏M1单独刺激和SMA单独刺激对照组,无法解析各靶点的独立贡献;未评估长期疗效;样本量小(n=8/组)导致统计效能不足;性别分布和体重支持(BWS)使用存在组间不平衡;年龄范围广(40-90岁)可能影响干预反应。

结论:本初步研究表明,同步刺激SMA和步态同步M1可减少步态变异性,或有助于改善卒中后偏瘫患者的平衡功能,且无不良反应。鉴于本研究为可行性试验,结果应视为初步结论,需后续设计完善、有足够效能的确定性随机对照试验加以验证。

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