《Experimental Brain Research》：Cortical and subcortical correlates of perceptual responses during sinusoidal galvanic vestibular stimulation: a BOLD fMRI study
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支撑运动病（motion sickness）的皮层与皮层下回路目前认识不足。然而，某些区域——包括孤束核（nucleus of the solitary tract, NTS）和顶岛前庭皮层（parieto-insular vestibular cortex,
支撑运动病（motion sickness）的皮层与皮层下回路目前认识不足。然而，某些区域——包括孤束核（nucleus of the solitary tract, NTS）和顶岛前庭皮层（parieto-insular vestibular cortex, PIVC）——已知参与恶心的产生。尤其是PIVC被认为在前庭输入处理中发挥重要作用。研究人员既往使用低频正弦电前庭刺激（sinusoidal galvanic vestibular stimulation, sGVS）诱导左右运动感知，该刺激亦可在~40%人群中诱导恶心。尽管sGVS此前已与脑成像联合用于研究前庭通路，但那些研究使用较短刺激时段（~30 s），未诱导恶心。在本研究中，研究人员使用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）记录17名参与者在基线（5 min）、持续低频sGVS期间（± 2 mA，0.08 Hz，100个周期；~21 min）以及恢复期（9 min）的血氧水平依赖（blood-oxygen-level-dependent, BOLD）信号强度变化。然而令人惊讶的是，仅4名参与者在刺激期间报告了初期或明显恶心。尽管如此，两个区域显示出与长时程（相对于既往短时程）刺激相关的BOLD信号强度变化：伏隔核（nucleus accumbens, NAc）和蓝斑（locus coeruleus, LC）。尽管恶心感不如预期明显（可能由于参与者必须采取仰卧位且头部固定），这些区域似乎更与较长时期的前庭刺激相关，这可能是诱发恶心感所需的。
运动病（motion sickness）是一种复杂反应，可表现为冷出汗、面部苍白和恶心，部分个体甚至进展为呕吐。其起源、个体易感性以及处理恶心和呕吐反应的共同皮层通路仍有许多未知。既往研究已确定背侧迷走复合体（dorsal vagal complex）——包括孤束核（nucleus of the solitary tract, NTS）、最后区（area postrema）和迷走神经背侧运动核（dorsal motor nucleus of the vagus nerve, DMX）——在该过程中起关键作用，NTS可作为致恶心信息的整合枢纽。前庭系统也参与运动病反应；前庭器官包括对平移加速度敏感的耳石（otoliths，球囊saccule和椭圆囊utricle）和对旋转加速度敏感的 semi-circular canals，其与本体感觉和视觉共同决定平衡与空间感知。大量处理发生在顶岛前庭皮层（parieto-insular vestibular cortex, PIVC），包括 parietal operculum (PO)、insula 和 retroinsular regions。低频（<1 Hz）正弦电前庭刺激（sinusoidal galvanic vestibular stimulation, sGVS）经双侧乳突表面电极可诱导摇摆错觉，并可在部分个体中诱导运动病相关恶心。既往sGVS脑成像研究刺激时间短（<1 min），未报告实时恶心。研究人员旨在弥补实时恶心成像数据缺乏，并延续其近期工作；此前0.2 Hz、60个周期、5 min未在MRI环境中诱导恶心。当前研究使用0.08 Hz、100个周期、~21 min，已知在坐位约一半参与者中诱导恶心。假设较低频率刺激会在显著比例参与者中诱导恶心，且恶心最与PIVC和NTS的BOLD信号强度变化相关。研究人员在17名健康成人中开展fMRI研究，结果显示仅4人报告初期或明显恶心，恶心发生率远低于预期；但长时程刺激仍揭示NAc和LC的BOLD变化，提示这些区域更与较长前庭刺激相关，并可能参与sGVS诱导恶心的潜在机制。该研究意义在于将分析从恶心转向长时程与短时程前庭刺激比较，为皮层前庭处理提供线索，同时表明MRI仰卧位和头部固定可能限制sGVS的致恶心效应。
关键技术方法（不超过250字）：研究人员招募20名参与者，3名因幽闭恐惧、牙种植体图像质量干扰或脑形态异常排除，最终分析17名健康成人（11女6男；年龄21–31岁，mean ± SD 24.1 ± 2.8岁；身高151–180 cm，163.3 ± 9.4 cm；体重45–88 kg，60.7 ± 11.3 kg）。MRI兼容Ag/AgCl表面电极置于双侧乳突；进入MRI前坐位给予两周期相同正弦刺激（± 2 mA，0.08 Hz）测试耐受。3T MRI采集T1加权解剖像及35 min EPI BOLD fMRI（TR 2500 ms，TE 40 ms，体素2.2 mm isotropic，70层轴位，840 volumes）。刺激协议为5 min基线、~21 min sGVS（±2 mA，0.08 Hz，100 cycles）、约9 min恢复。SPM12预处理，丢弃前5 volumes，进行切片时间与运动校正、LMGS去趋势、LMRP处理运动；DARTEL标准化至MNI，SUIT模板分析脑干/小脑；box-car模型，阈值P < 0.001未校正，皮层cluster 40 voxels、脑干5 voxels。
研究结果：
参与者报告的感知：通过进入MRI前抬脚报告和扫描后问卷，17人均报告sGVS期间摇摆；14人“side-to-side”，1人上下+左右，2人旋转/spinning。仅2人报告恶心，强度5/10；另2人报告“pre-nausea”和“being on the brink of nausea”。4人左偏，1人右偏，12人双侧相等；9人摇摆随实验消散，2人刺激末增强；5人MRI中摇摆较坐位试验弱；2人金属味，可能源于内耳鼓索味觉传入off-target刺激。样本不足以统计分析。
运动质量检查：对六方向头动进行质量控制，列出各轴范围与均值，显示长扫描中头动较小。
基线与sGVS之间的BOLD信号变化：比较刺激与刺激前基线，若干皮层区域有信号变化，仅一个脑干簇。
皮层和皮层下变化：左侧前岛叶、PO和运动皮层信号增加；小脑皮层双侧增加；右侧初级运动/躯体感觉皮层周围、NAc、颞极和枕叶皮层降低；左侧subgenual anterior cingulate cortex (subACC)降低。这些区域经小体积校正，参考PIVC和LC相关模板。
脑干变化：仅左侧LC信号增加；无脑干降低。
sGVS与恢复期之间的BOLD信号变化：比较刺激与恢复期，若干区域增加，仅一个皮层簇降低；脑干无变化。
皮层和皮层下变化：后岛叶双侧增加；左侧PO、运动/躯体感觉皮层、dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC)和大脑皮层单侧增加；右侧丘脑单侧增加；右侧颞极降低。
脑干变化：无脑干区域达到阈值。
讨论部分总结：与假设相反，0.08 Hz、100 cycles、~21 min并未较此前0.2 Hz、60 cycles、5 min显著增加恶心。虽然MRI时间块不寻常，但基于既往研究。理论上若刺激产生大量恶心可促进比较。原目标未达，但识别PIVC、躯体感觉和运动皮层、NAc、LC与该前庭刺激相关。sGVS诱导恶心部分：仅2/17明显恶心，2人接近。既往坐位sGVS恶心约36%。关键差异为重力方向：坐/站时双侧双极sGVS诱导roll轴自运动，产生耳石感觉冲突；仰卧时roll轴绕地球垂直轴，耳石冲突减少。躺下可缓解恶心，限制头动防运动病；MRI进入/退出短暂眩晕在3T存在但不太可能影响；月经周期和个体易感性可能影响，11/17女性，既往研究也未控制。最大差异为MRI环境（仰卧头固定）。过去MRI刺激~30 s，不足以产生恶心。长时程sGVS相关皮层区域：刺激vs基线，insula和PO增加，符合PIVC前庭处理；意外左侧激活，可能因未记录利手、刺激方式差异（本研究双耳双极，其他用caloric、听觉或直流），或Craig提出左前岛叶与恶心/厌恶及副交感控制相关。NTS无变化，因无明显恶心不意外；NTS更参与呕吐通路和内脏反应。NAc在基线-刺激比较中显著降低，不常见于前庭刺激；可能长时程才建立关联，且NAc参与愉悦编码，不愉快图像时BOLD降低，sGVS可能诱导不愉快但未询问。Napadow et al. 2013和Ruffle et al. 2019用视觉范式成功诱导恶心，发现岛叶和躯体感觉皮层随恶心增加，杏仁核和壳核先于恶心；本研究未发现后两者，可能因恶心人少和统计阈值高。Napadow et al. 2013也发现LC信号增加，而其他sGVS fMRI未发现；LC与运动病有关，与前庭核直接连接，猫sGVS研究也涉及。sGVS vs恢复期，PIVC和运动皮层增加，符合前庭运动通路；NAc和LC未出现，提示其BOLD变化在刺激后仍维持，恢复基线较慢。局限：主要缺乏明显恶心；文献缺口仍存在；建议转向视觉恶心范式；sGVS非自然前庭刺激；成像协议可能更适合聚焦情绪加工和脑干；利手未记录，偏侧化解释需谨慎。
结论翻译：尽管有证据表明较低频率、较长时程sGVS会在坐位时诱导更高比例的恶心，但这并未转化到MRI环境。该发现最可能的原因是参与者必须仰卧且头部牢固固定以接受脑成像。尽管如此，长时程刺激仍能揭示两个突出区域的BOLD fMRI信号强度变化：NAc和LC。这两个区域似乎更与较长时间的前庭刺激相关，而不是既往使用的较短刺激方案，并且可能参与sGVS诱导恶心的潜在机制，无论明显恶心症状是否缺乏。
