《European Journal of Neuroscience》：Cognitive and Emotional Determinants of Subthalamic Oscillations During Freezing While Turning in Parkinson's Disease
编辑推荐：
帕金森病（Parkinson's disease, PD）中的冻结步态（freezing of gait, FoG）是一种致残现象，除运动障碍外，还涉及认知和情感过程。然而，它们对FoG的独特机制和贡献仍不清楚。在本研究中，研究人员检验了认知和情感症状的严重程
帕金森病（Parkinson's disease, PD）中的冻结步态（freezing of gait, FoG）是一种致残现象，除运动障碍外，还涉及认知和情感过程。然而，它们对FoG的独特机制和贡献仍不清楚。在本研究中，研究人员检验了认知和情感症状的严重程度是否与转身冻结期间丘脑底核（subthalamic nucleus, STN）的振荡活动相关。研究人员从13名PD患者的STN记录了局部场电位（local field potentials, LFPs），分别在有效转身和转身冻结期间。鉴于认知处理过程中STN-LFPs的调节主要发生在低频段，研究人员应用了线性混合效应模型（linear mixed-effects models）来评估FoG期间频带特异性功率与认知表现（通过蒙特利尔认知评估[Montreal Cognitive Assessment, MoCA]测量）以及焦虑和抑郁症状（通过医院焦虑抑郁量表[Hospital Anxiety and Depression scale, HADS]评估）之间的关联。这些关联的特异性通过额外的对照分析（使用有效转身代替转身冻结）进行了评估。转身FoG期间的丘脑底核θ功率与焦虑严重程度呈正相关，与MoCA评分呈负相关，表明在转身诱发的FoG中，更焦虑和认知受损个体的θ功率更高。这些发现特异于转身FoG，因为在有效转身期间，θ与抑郁症状等其他症状领域之间没有关联，也未发现α或β频带活动的显著关联。这些发现证明了焦虑、认知障碍与转身FoG期间丘脑底核θ活动之间的选择性关联，支持了θ频带振荡在PD FoG认知-情感贡献中的作用。此外，这些发现补充了先前证据，表明远程皮层-丘脑底核θ同步参与认知控制，并突显了焦虑对伴有FoG的PD患者执行功能的负面影响。因此，未来研究应检验针对认知控制或焦虑的干预措施是否会影响θ振荡及相关的FoG严重程度。
帕金森病（Parkinson's disease, PD）中的冻结步态（freezing of gait, FoG）是一种致残性症状，尤其常见于转身动作（约94%的FoG发作与此相关），严重影响患者活动能力并增加跌倒风险。尽管FoG的病理机制尚未完全阐明，但越来越多的证据表明，认知障碍和情感症状（如焦虑和抑郁）是FoG发生的重要预测因素。既往研究提出“交叉干扰”模型，认为多巴胺能缺失导致纹状体同时整合运动、认知和边缘神经网络的能力受限，在复杂运动条件下，这种处理能力超载可引发基底节输出核过度激活，表现为FoG。同时，焦虑与FoG的关联已被广泛报道，而认知控制缺陷（如注意力转换困难）在“冻结者”（freezers）中尤为突出。从神经机制看，θ频带振荡（4–8 Hz）在基底节-皮层网络中参与认知和情感控制，而丘脑底核（subthalamic nucleus, STN）通过超直接通路（hyperdirect pathway）与内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）连接，θ振荡可能在此过程中发挥关键作用。然而，在FoG发作期间，情绪和认知因素如何影响STN振荡活动尚不清楚。本研究旨在探讨经临床验证的“冻结者”队列中，转身FoG期间的STN神经振荡活动与患者整体情感及认知症状严重程度的关联。本研究发表在《欧洲神经科学杂志》（European Journal of Neuroscience）。
研究人员采用了以下关键技术方法：1）从13名帕金森病（PD）患者（均接受双侧丘脑底核脑深部电刺激[STN-DBS]治疗，植入Medtronic Percept脉冲发生器）的STN记录局部场电位（LFPs），在药物关期/刺激关期（MedOFF/StimOFF）进行；2）通过标准化步行任务（15×2.5 m走廊，180°转身）采集转身动作，并由两名独立评定者（PK、HM）基于视频逐帧标注转身启动与结束时间，同时由国际冻结步态联盟（ICFOG）认证评定者（PK）识别FoG发作；3）使用Morlet小波变换提取θ（4–8 Hz）、α（8–13 Hz）、低β（13–20 Hz）和高β（20–30 Hz）频带功率，并采用线性混合效应模型评估频带功率与认知（蒙特利尔认知评估[MoCA]）及情感（医院焦虑抑郁量表[HADS]焦虑和抑郁子量表）评分的关联，同时以有效转身作为对照以检验特异性。
**3.1 转身冻结期间θ功率与焦虑和认知功能相关**
线性混合效应模型结果显示，在转身FoG期间，STN θ功率与HADS焦虑子量表（HADS A）评分呈显著正相关（β = 0.067, p = 0.031），即焦虑严重程度越高，θ功率越高（每增加1个单位，θ功率升高16.7%）；而与MoCA评分呈显著负相关（β = -0.054, p = 0.048），即认知功能越差（MoCA评分越低），θ功率越高（每降低1个单位，θ功率升高12.1%）。HADS抑郁子量表（HADS D）评分与θ功率无显著关联（β = -0.046, p = 0.136）。侧别（左/右STN）和认知转换能力（Set-Shift）未发现显著影响。额外控制分析显示，在有效转身期间，θ功率与MoCA、HADS A及HADS D均无显著关联（p均>0.05），表明该效应特异于FoG状态。同时，将震颤（9名患者）作为固定效应纳入模型后，未发现震颤对θ功率的显著影响（p > 0.05）。
**3.2 转身冻结期间α和β频带活动与焦虑和认知功能无显著关联**
分别对α、低β和高β频带进行的线性混合效应模型均未发现与HADS A、HADS D或MoCA评分之间的显著关联（p均>0.05）。
在讨论部分，研究人员指出，本研究的发现支持焦虑与认知障碍在FoG发作时选择性地与STN θ振荡相关联。焦虑相关的θ功率升高可能与认知控制需求增加有关：高特质焦虑个体中mPFC-STN的θ同步化增强，反映了对冲突或错误的监测过程，这可能额外消耗注意力资源，进而干扰步态自动性。认知障碍与θ功率的负相关（即认知越差，θ越高）可能意味着认知受损患者在FoG时面临更大的冲突处理需求，这与以往在冲突任务中观察到STN θ活动增加的研究一致。然而，本研究并未发现抑郁症状与θ或α功率的显著关联，可能因为抑郁相关的α调节在静息态而非运动任务中更为突出；β频带则主要与运动障碍（如运动迟缓）相关，对情感-认知变量的变化不敏感。未来需结合皮层-皮层下同步记录、特异性神经心理学评估以及认知负荷或刺激频率的实验操纵，进一步阐明STN θ在FoG中的机制性作用。
**结论**：总之，本研究表明，在帕金森病（PD）患者转身诱发的冻结步态（FoG）期间，丘脑底核（STN）θ功率与焦虑和认知障碍选择性相关。在焦虑程度较高和蒙特利尔认知评估（MoCA）评分较低的个体中观察到更高的θ功率，而在有效转身或其他频带中未发现此类关联。这些发现共同支持了认知-情感症状与FoG之间的神经联系。
