《Neurological Sciences》：Preoperative MEG reveals differential brain network characteristics in drug-resistant epilepsy patients based on vagus nerve stimulation response
编辑推荐：
本研究针对难治性癫痫患者迷走神经刺激疗效预测难题，通过采集术前静息态脑磁图数据，采用校正幅度包络相关和网络基础统计方法，首次系统分析Delta至Fast-ripple等七个频段的脑功能连接网络特征。研究发现应答患者呈现脑网络正常化趋势，尤其在Alpha和Beta频段与健康对照组差异最小，而非应答者则表现为广泛连接异常。该研究为VNS疗效预测提供了新的神经影像学生物标志物，对临床个体化治疗决策具有重要意义。
在全球约7000万癫痫患者中，约有三分之一会发展为药物难治性癫痫，即使经过两种以上抗癫痫药物的规范治疗仍无法控制发作。迷走神经刺激作为重要的神经调控疗法，虽然对部分患者显示出良好效果，但其疗效存在显著个体差异，约有60%的患者治疗后 seizure frequency reduction <50%。如何术前精准预测VNS疗效，避免无效植入，成为临床亟待解决的关键问题。
以往研究多基于EEG或fMRI等技术探索脑网络特征与VNS疗效的关联，但受到空间分辨率或信号衰减等限制。脑磁图技术因其不受颅骨组织干扰的优势，为研究脑网络活动提供了更精确的观测窗口。然而，既往MEG研究多集中于30Hz以下频段，对高频振荡活动的探索相对缺乏。为此，南京医科大学附属脑科医院的研究团队在《Neurological Sciences》发表了创新性研究，首次系统分析了Delta至Fast-ripple七个频段的脑网络特征与VNS疗效的关系。
研究团队纳入了18例接受VNS治疗的DRE患者和18名健康对照，通过采集术前静息态MEG数据，采用AEC-c方法构建全脑功能连接矩阵，并运用NBS方法进行组间网络差异比较。特别值得注意的是，研究严格定义了VNS应答标准：以植入前3个月为基线，术后12个月随访时发作频率减少≥50%为应答组，<50%为非应答组。
关键技术方法包括：使用CTF-275 MEG系统采集120秒静息态数据；采用Brainstorm软件进行源定位和功能连接分析；通过AEC-c方法计算68个脑区间的功能连接强度；运用NBS方法进行网络差异统计检验；分析覆盖Delta(2-4Hz)、Theta(4-8Hz)、Alpha(8-12Hz)、Beta(12-30Hz)、Gamma(30-80Hz)、Ripple(80-250Hz)和Fast-ripple(250-500Hz)七个频段。
网络特征
在Delta频段，非应答组相比健康对照组显示出215条增强连接，涉及66个脑区，而应答组仅显示110条增强连接。在更严格的统计阈值下(P<0.001)，这种差异更加明显：非应答组有109条增强连接，而应答组仅有8条。
Theta频段呈现出类似趋势，非应答组表现出370条增强连接，应答组为170条。特别值得注意的是，在Alpha和Beta频段，应答组与健康对照组无显著差异，而非应答组则显示出复杂的连接异常模式：既有增强连接(Alpha频段161条，Beta频段203条)，也有减弱连接(Alpha频段129条，Beta频段201条)。
高频波段的分析结果尤为引人注目。在Gamma频段，非应答组表现出359条增强和249条减弱连接，而应答组仅显示54条增强连接。Ripple和Fast-ripple频段的网络差异更为显著，非应答组在这些高频波段呈现出大规模连接重组。
讨论
研究结果揭示了VNS疗效与术前脑网络状态的内在联系。应答患者相对正常的脑网络基础，特别是Alpha和Beta频段的网络保存程度，可能为VNS发挥调节作用提供了必要的神经基础。而非应答患者广泛存在的网络异常，尤其是低频段的过度同步和高频段的连接紊乱，可能限制了VNS的调控效果。
研究提出的"脑网络健康状态"概念为理解VNS作用机制提供了新视角。VNS可能主要通过调节相对正常的神经网络来发挥抗癫痫作用，而非重建严重受损的网络连接。这一发现与既往研究相互印证，如Cheng等人基于EEG的研究也发现应答者在Alpha频段具有更高效的网络拓扑结构。
结论
本研究通过多频段MEG脑网络分析，首次系统揭示了不同VNS疗效患者在术前脑网络特征的差异，确立了Alpha和Beta频段网络特征作为预测VNS疗效的关键生物标志物。这些发现不仅为临床VNS患者选择提供了客观依据，也为理解神经调控疗法的作用机制提供了新的理论框架。未来通过扩大样本量和延长随访时间，有望建立更精准的预测模型，推动难治性癫痫治疗的个性化发展。
研究的创新性在于将分析频段扩展至500Hz，采用了严格的网络统计方法，并首次在MEG研究中系统比较了不同疗效患者的全脑网络差异。尽管存在样本量有限和回顾性设计的局限性，但研究结果为VNS疗效预测提供了新的方向，为后续研究奠定了重要基础。
