《Frontiers in Neuroscience》：Transcranial magnetic stimulation and motor overflow: a systematic review in neurological disorders
运动溢出（motor overflow）是一种神经运动现象，其特征是在自主运动过程中肌肉的不自主激活，反映了半球间和皮质内抑制的损伤，常见于脑卒中、脑性瘫痪、肌张力障碍和帕金森病等疾病。经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）是一种非侵入性神经调控技术，具有调节与溢出相关功能障碍背后的皮质兴奋性的潜力。本系统综述旨在评估TMS在减少神经系统人群中运动溢出方面的疗效。共纳入7项随机对照试验（randomized controlled trials, RCTs），涵盖脑卒中、脑性瘫痪、帕金森病和局灶性手部肌张力障碍参与者。方案在频率（1–10 Hz）、靶区（初级运动皮质M1、辅助运动区SMA、初级躯体感觉皮质PSC、前运动皮质PMC）和设计（如交叉设计、联合限制诱导疗法或小脑刺激的方案）上存在差异。运动溢出仅在两项研究中被直接评估，一项涉及帕金森病，另一项涉及肌张力障碍，从而限制了跨研究比较。因此，支持TMS对运动溢出有直接效应的证据仍是初步的且具疾病特异性。在肌张力障碍中，靶向初级躯体感觉皮质的高频重复经颅磁刺激（rTMS）（10 Hz）导致溢出显著减少，通过书写运动学（handwriting kinematics）得以证实。在帕金森病中，尽管在辅助运动区（SMA）刺激后观察到生理调节（半球间抑制IHI减少），但镜像运动（mirror movements）未发生变化。在脑卒中和脑性瘫痪人群中，未直接评估溢出，但一致报告了运动功能、痉挛状态和皮质兴奋性的改善。大多数纳入研究的偏倚风险较低，但分配报告和结局指标标准化方面存在不足。本综述强调了TMS，特别是高频方案，在调节局灶性肌张力障碍中运动溢出的潜力。然而，在其他神经系统疾病中缺乏针对性评估，这表明未来需要开展采用标准化方案和以溢出为重点的特定结局指标的试验，以阐明TMS在康复中的治疗作用。
### 1 Introduction（引言）
运动溢出（motor overflow）是一种神经运动现象，表现为在自主运动执行过程中，身体非直接参与区域的肌肉出现不自主、同步的激活。这反映了半球间和皮质内抑制机制的失效，导致运动活动向邻近或对侧区域的不必要扩散。该现象在脑卒中、脑性瘫痪和帕金森病等神经损伤个体中尤为常见。其病理生理机制是多因素的，涉及半球间抑制减弱、皮质脊髓束完整性受损以及网状脊髓束等替代运动通路的代偿性募集。运动溢出具有重要的临床意义，因为它会负面影响运动表现和功能独立性，例如在脑卒中幸存者中与手功能受损相关，在脑性瘫痪儿童中影响双手协调，在帕金森病中导致功能性残疾。传统康复方法（如物理治疗和任务特异性运动训练）虽可改善整体运动表现，但往往无法直接抑制不自主运动活动，这凸显了神经调控方法的必要性。经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）作为一种非侵入性工具，能够探测和调节运动系统功能，通过选择性增加或降低皮质兴奋性来纠正适应不良的运动网络重组。近年来，神经调控领域已转向机制驱动、回路特异性干预。然而，运动溢出尚未被系统性地作为主要神经调控结局指标进行研究。TMS可选择性靶向与运动溢出相关的皮质区域，包括初级运动皮质（primary motor cortex, M1）、辅助运动区（supplementary motor area, SMA）和前额叶区域。已有研究表明，刺激SMA可减少单侧脑性瘫痪儿童的镜像运动，而抑制对侧M1可改善脑卒中患者的运动选择性。尽管有多项系统综述评估了TMS在一般运动恢复中的效果，但未将运动溢出作为独立的行为和神经生理学构念进行分离。本综述旨在系统评估TMS在神经系统疾病中调节运动溢出的有效性，通过综合随机对照试验和对照实验研究，区分直接测量运动溢出的研究与评估相关运动和神经生理学结局的研究，以澄清当前证据状态，识别方法学空白，并为未来基于神经调控的运动控制障碍康复策略提供信息。
### 2 Methods（方法）
#### 2.1 Study design（研究设计）
本系统综述采用了PRISMA 2020指南，并前瞻性注册于PROSPERO（CRD420251117629）。综述评估了TMS对神经系统疾病个体运动溢出的影响，纳入了随机对照试验（RCTs），并严格遵循27项PRISMA清单条目。
#### 2.2 Eligibility criteria（资格标准）
采用PICO框架定义资格标准：人群为诊断有运动溢出表现的神经系统疾病（如脑卒中、脑性瘫痪、帕金森病、肌张力障碍、脊髓损伤）的儿童、青少年或成人；干预为具有治疗意图的TMS（包括重复经颅磁刺激rTMS、间歇或持续θ爆发刺激iTBS/cTBS、单脉冲/成对脉冲范式），需报告刺激参数；对照为假刺激、无干预、常规护理或其他TMS参数；主要结局为运动溢出减少（通过表面肌电图sEMG、标准化临床量表或结构化观察方案评估），次要结局包括运动功能（如Fugl-Meyer评估FMA、盒块测试BBT）、皮质兴奋性变化（如运动诱发电位MEP、静息运动阈值RMT）和不良事件；研究设计仅限同行评审期刊发表的RCTs。
#### 2.3 Information sources（信息来源）
检索了PubMed、Embase、Scopus、LILACS和MEDLINE（via BVS）等电子数据库，时间范围为2010年8月1日至2025年8月1日，语言限英文、西班牙文或葡萄牙文。此外还通过手工检索参考文献和咨询领域专家识别额外研究。
#### 2.4 Search strategy（检索策略）
检索策略结合了与TMS和运动溢出相关的MeSH术语和自由文本关键词，使用布尔运算符AND和OR。检索式包括“Transcranial Magnetic Stimulation”、“Motor Overflow”、“Mirror Movements”等，并针对不同数据库进行调整。完整可重复的检索策略详见PROSPERO注册记录。
#### 2.5 Study selection（研究选择）
所有识别的研究导入Rayyan进行去重和筛选。两名独立评审者（GSP和MLS）进行标题/摘要筛选和全文分析，分歧通过讨论或第三方评审者（LMAF）解决。选择过程通过PRISMA流程图记录。
#### 2.6 Data extraction（数据提取）
两名独立评审者使用标准化表格提取数据，包括研究特征、人群信息、干预参数、对照类型、结局指标（类型、时间点）以及不良事件。数据提取表在正式提取前进行了预测试。
#### 2.7 Risk of bias assessment（偏倚风险评估）
采用Cochrane协作网的RoB 2.0工具评估RCTs的偏倚风险，涵盖随机化过程、偏离预期干预、缺失结局数据、结局测量和结果选择性报告五个领域。每个领域评为“低风险”、“有些担忧”或“高风险”。两名评审者独立评估，分歧通过共识或第三方裁定解决。
#### 2.8 Data synthesis（数据综合）
由于刺激参数、结局定义和报告格式的显著异质性，不进行定量荟萃分析，而是采用叙述性综合。研究按神经系统疾病分组，比较人群特征、TMS方案（频率、强度、持续时间、皮质靶点）、对照和报告结局。重点关注运动溢出的直接评估与否，以及功能恢复和神经生理学标志物的变化。
### 3 Results（结果）
#### 3.1 Study selection and characteristics（研究选择与特征）
系统检索获得1,663篇研究，去重后1,133篇进行标题/摘要筛选，501篇全文评估，最终7项RCTs符合纳入标准。这些研究涵盖不同神经系统人群：3项针对脑卒中后运动障碍，2项针对脑性瘫痪（1项痉挛型脑瘫儿童，1项围产期卒中后偏瘫青少年），1项针对帕金森病，1项针对局灶性手部肌张力障碍（书写痉挛）。所有研究均采用rTMS，频率范围为1–10 Hz。低频（1 Hz）最常用（5项研究），主要应用于脑卒中和脑性瘫痪；高频（5–10 Hz）用于帕金森病、脑性瘫痪和肌张力障碍。两项研究采用先进刺激范式：间歇θ爆发刺激（iTBS）和持续θ爆发刺激（cTBS）。刺激靶点包括M1、前运动皮质（premotor cortex, PMC）、SMA和初级躯体感觉皮质（primary somatosensory cortex, PSC）。值得注意的是，在肌张力障碍和帕金森病中选择感觉运动整合区域（如PSC和SMA）反映了向靶向感觉运动整合网络的机制性转变。
#### 3.2 Primary outcomes: effects on motor overflow（主要结局：对运动溢出的影响）
##### 3.2.1 Dystonia（肌张力障碍）
运动溢出在肌张力障碍研究中得到最一致的评估。Bukhari-Parlakturk等人（2025）针对书写痉挛患者，采用10 Hz rTMS靶向PSC，显著减少了书写任务中的峰值加速度（peak accelerations），表明在单次干预水平上运动溢出有可测量的减少。这是唯一一项将运动溢出作为主要行为终点并显示统计显著效应的RCT。
##### 3.2.2 Parkinson’s disease（帕金森病）
Sharples等人（2014）评估了帕金森病患者的镜像激活和半球间抑制（interhemispheric inhibition, IHI）。5 Hz rTMS刺激SMA减少了IHI，但未改变镜像运动。这种神经生理调节与行为表达之间的分离表明，皮质网络变化并不必然转化为运动溢出的明显减少。
##### 3.2.3 Stroke and cerebral palsy（脑卒中和脑性瘫痪）
在脑卒中和脑性瘫痪人群中，5项研究（Sung等2013；Du等2016；Rajak等2017；Klingels等2018；Li等2021）采用1–3 Hz rTMS靶向M1等区域。尽管这些方案一致改善了运动功能、痉挛状态和皮质兴奋性，但均未直接测量运动溢出或将其作为主要终点。因此，观察到的功能获益是否伴随不自主运动激活的减少尚不清楚。
##### 3.2.4 Integrative synthesis of primary outcomes（主要结局的综合整合）
直接证据表明TMS诱导的运动溢出调节有限且具疾病特异性。积极的行为调节主要见于肌张力障碍，采用高频刺激靶向感觉运动相关区域。相比之下，脑卒中和脑性瘫痪试验侧重于整体运动恢复范式，未明确量化溢出。仅两项研究明确量化了运动溢出，其余研究评估了更广泛的运动恢复、皮质兴奋性或功能表现。这凸显了当前文献在溢出特异性神经调控结局方面的显著空白。
#### 3.3 Secondary outcomes: functional and neurophysiological changes（次要结局：功能和神经生理学变化）
所有7项研究均包括运动功能或神经生理学评估。最常见的测量工具包括FMA、改良Ashworth量表（MAS）、Barthel指数和皮质兴奋性参数（如MEP、短间隔皮质内抑制SICI）。脑卒中研究一致报告了低频rTMS（1–3 Hz）和联合TMS方案改善运动功能。在偏瘫性脑性瘫痪中，Klingels等人（2018）显示rTMS联合限制诱导疗法改善了手功能并在6个月随访期内引发有利的神经生理学反应。然而，由于缺乏标准化的溢出特异性生物标志物（如sEMG不对称指数或定量镜像运动量表），无法确定这些改善是否真正反映了运动选择性的恢复或替代运动通路的代偿性募集。
#### 3.4 Protocol-specific findings（方案特异性发现）
##### 3.4.1 Frequency-specific effects（频率特异性效应）
高频经颅磁刺激（≥5 Hz）在肌张力障碍个体中减少运动溢出的效果最一致，特别是靶向PSC时。相比之下，低频TMS（1 Hz）主要用于脑卒中和脑性瘫痪人群，产生了更广泛的功能改善。
##### 3.4.2 Combined protocols（联合方案）
联合方案显示出潜力。Li等人（2021）将低频rTMS与小脑cTBS结合，增强了运动结局。Klingels等人（2018）在脑性瘫痪儿童中将限制诱导运动疗法与rTMS结合，显著提升了上肢功能增益。这表明神经调控与任务导向康复结合可能产生叠加效应，但对溢出特异性机制的影响尚未验证。
#### 3.5 Measurement gaps and limitations（测量空白与局限性）
仅两项研究（Sharples等2014；Bukhari-Parlakturk等2025）进行了运动溢出的直接测量（如sEMG、镜像激活或皮质静息期CSP）。运动溢出减少的临床相关性仅在书写痉挛研究中明确显示。在脑卒中和脑性瘫痪人群中，证据是间接的，因为结局聚焦于一般运动恢复而非直接量化溢出。这种异质性和溢出特异性结局的低报告率严重限制了可推广性，并阻碍了关于TMS作为靶向溢出调节干预的明确结论。
#### 3.6 Risk of bias（偏倚风险）
使用RoB 2.0工具评估7项RCTs的偏倚风险。5项研究在所有领域被评为“低风险”（Sung等2013；Du等2016；Klingels等2018；Li等2021；Bukhari-Parlakturk等2025）。1项试验评为“有些担忧”（Sharples等2014），1项评为“高风险”（Rajak等2017）。多数研究在结局测量和结果选择性报告领域风险较低，反映了评估者盲法和结局预先指定的充分透明性。然而，随机化过程领域存在常见问题：Sharples等人（2014）和Rajak等人（2017）未明确描述分配隐藏或随机序列生成。总体而言，方法学质量尚可，但随机化透明性和方案报告方面的局限性强调了需要设计更严格的、以运动溢出为主要结局的试验。
### 4 Discussion（讨论）
本系统综述综合了7项研究的数据，表明TMS可在肌张力障碍中通过特定刺激参数调节运动溢出，而在脑卒中和脑性瘫痪人群中，TMS主要作为一般运动恢复策略进行研究。一个重要发现是，直接针对运动溢出的研究仍然极为有限：仅两项RCT明确量化了溢出相关结局。在肌张力障碍中，高频（10 Hz）刺激PSC可减少书写痉挛中的异常肌肉激活，但基于小样本交叉试验，应视为初步证据。在脑卒中康复中，TMS主要用于通过重新平衡半球间抑制来增强运动恢复，但缺乏直接的溢出量化，这可能表明全球运动评分改善不一定反映选择性运动控制的恢复。在脑性瘫痪中，TMS与限制诱导疗法结合改善功能，但缺少溢出特异性结局。从临床角度看，运动溢出对功能康复构成挑战，TMS与任务导向康复的结合可能是一种有前景的策略。然而，仅少数研究纳入神经生理学结局指标（如CSP、IHI）来支持行为发现。研究设计、刺激参数和结局评估的异质性是关键局限。方案特异性（特别是频率和皮质靶点）可能比疾病条件本身更相关。小样本量和短随访期是常见问题。本综述的主要概念贡献在于将运动溢出识别为一个未明确定义但临床相关的神经调控靶点，区别于一般运动恢复。目前证据不足以支持TMS在临床上常规用于减少溢出。未来研究应明确定义运动溢出为主要终点，采用标准化客观测量工具，并使用足够效能的随机对照设计，以阐明靶向神经调控是否能够有意义且可持续地改善运动选择性。
