阈上成对脉冲经颅磁刺激过程中皮质脊髓兴奋性的累积时变变化

《Scientific Reports》：Cumulative timing-dependent changes in corticospinal excitability during suprathreshold paired-pulse transcranial magnetic stimulation

　　

摘要

经颅磁刺激（TMS）被广泛用于研究初级运动皮层中的抑制性和促进性神经回路。然而，越来越多的证据表明，即便短时间的TMS也可能引发皮质脊髓兴奋性的非预期变化。在本研究中，我们探讨了在与皮层内促进效应或长间隔皮质抑制效应相关的刺激间隔下施加的阈值以上成对脉冲TMS，是否会导致运动诱发电位（MEP）幅度的累积变化。在实验1中，我们重新分析了17名参与者的数据，这些参与者接受了在8种不同间隔（10–200毫秒）下的20次阈值以上成对脉冲刺激以及40次无条件单次脉冲刺激。刺激顺序为伪随机分配，并均匀分布在四个组中。我们使用线性混合效应模型来分析不同刺激间隔下MEP幅度的逐次变化情况。我们在另一个独立样本组（n=10，实验2）中重复了这一设计。两个组都观察到了显著的刺激间隔与试验次数的交互作用。具体而言，当刺激间隔为20毫秒和30毫秒时，MEP幅度随试验次数增加而上升（p＜0.05），而在与长间隔皮质抑制效应相关的间隔（100–150毫秒）下，MEP幅度则保持稳定。单次脉冲TMS也出现了类似的增幅趋势。这些研究结果表明，短间隔下的阈值以上成对脉冲TMS能够在刺激过程中逐步增强皮质脊髓的兴奋性。