《Journal of Neurology》：Frequency-Specific EEG burst dynamics in Parkinson’s Disease and freezing of gait
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帕金森病（Parkinson’s disease, PD）扰乱运动网络，但传统脑电图（electroencephalography, EEG）频谱分析可能遗漏病理性振荡所具有的瞬时爆发电位结构。冻结步态（freezing of gait, FOG）是一种致残且
帕金森病（Parkinson’s disease, PD）扰乱运动网络，但传统脑电图（electroencephalography, EEG）频谱分析可能遗漏病理性振荡所具有的瞬时爆发电位结构。冻结步态（freezing of gait, FOG）是一种致残且机制不明的步态障碍，可能涉及认知-运动控制改变。本研究旨在明确静息态EEG爆发电位动力学是否能为PD和FOG提供频段特异性标志。研究人员对来自三个研究中心的237名参与者的静息态EEG进行分析，包括88名健康对照和149名在临床定义的ON药物状态下评估的PD患者。PD参与者进一步分类为伴有FOG（PDFOG?+）或不伴有FOG（PDFOG??）。使用11个共同EEG通道对跨中心分析进行协调。采用振幅包络阈值化（amplitude-envelope thresholding）在θ、α、低β和高β频段定量爆发电位动力学。主要分析集中于额中央导联处低β和高β爆发电位动力学以比较健康对照与PD，以及θ、低β和高β爆发电位动力学以比较健康对照、PDFOG?和PDFOG+。使用研究中心标准化的FOGQ z得分检验FOG严重程度关联。PD患者表现出低β爆发电位时序改变，其特征为与健康对照相比，低β爆发电位出现频率更高但持续时间更短。这些效应在额中央区域明显，并得到探索性拓扑图的支持。在三组分析中，低β爆发电位率和持续时间在各组间存在差异，但校正后的PD-only模型未支持稳健的PDFOG+与PDFOG?差异。相比之下，FOG严重程度最一致地与θ振幅相关爆发电位指标相关联。静息态EEG爆发电位动力学揭示PD中可分离的振荡特征：低β爆发电位时序异常反映一般PD相关运动网络功能障碍，而θ爆发电位振幅可能与FOG严重程度和认知-运动网络负担相关。
帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种进行性神经退行性疾病，以运动迟缓、强直、震颤及步态和姿势控制障碍为主要特征。尽管多巴胺能治疗能够改善多种核心运动症状，但步态功能障碍和冻结步态（freezing of gait, FOG）仍常持续存在，并导致跌倒、活动能力下降和生活质量降低。FOG被定义为尽管有行走意图却短暂无法产生有效迈步的发作性现象，其机制尚未完全阐明。现有模型认为FOG并非源于单一回路功能异常，而是运动、认知、注意及基底节-皮层控制网络之间异常交互的结果。神经振荡是理解PD网络层面功能障碍的重要框架，其中β频段活动与PD运动病理生理密切相关。然而，传统脑电图（electroencephalography, EEG）频谱分析通常以平均功率量化振荡活动，可能掩盖β活动本质上短暂、间歇性的爆发电位结构。已有研究提示，β爆发电位持续时间、频率等时序特征比平均功率更能反映病理网络同步状态。另一方面，FOG常见于需要高度注意力控制、冲突监测、转向或双重任务的情境，提示θ频段活动可能在其病理机制中发挥作用。基于上述背景，研究人员开展了一项多中心静息态EEG研究，旨在明确爆发电位动力学能否提供PD及FOG的频段特异性标志，并探索相关异常的空间分布特征。
研究人员分析了来自三个研究中心（爱荷华大学、南达科他大学、俄勒冈健康与科学大学）共237名参与者的静息态EEG数据，包括88名健康对照和149名PD患者，所有PD患者均在临床定义的ON药物状态下接受评估，其中73例为伴有FOG的PD（PDFOG+），76例为不伴FOG的PD（PDFOG?）。三个中心的样本分布依次为：中心1（83例PD，41例对照；42例PDFOG+，41例PDFOG?）、中心2（32例PD，27例对照；15例PDFOG+，17例PDFOG?）和中心3（34例PD，20例对照；16例PDFOG+，18例PDFOG?）。为协调跨中心数据，分析统一采用覆盖额区至枕区的11个共同EEG通道，并聚焦于额中央Cz电极。爆发电位检测分别在θ（4–8 Hz）、α（8–13 Hz）、低β（13–20 Hz）和高β（20–30 Hz）频段进行，通过振幅包络阈值化方法界定爆发事件。主要指标包括爆发电位率（burst rate）、中位爆发电位持续时间（median burst duration）、中位爆发电位振幅（median burst amplitude）和爆发时间占比（time in burst）；次要指标包括90百分位持续时间、90百分位振幅、爆发间期变异系数和爆发性指数。统计上采用Benjamini–Hochberg错误发现率（false discovery rate, FDR）校正，并在PD-only模型中校正病程和MDS-UPDRS III评分，FOG严重程度采用中心内标准化的FOGQ z得分进行相关分析。
健康对照与PD：额中央区主要分析。在Cz电极处，PD患者低β爆发电位率显著高于健康对照（p = 0.002，FDR p = 0.004），同时中位爆发电位持续时间显著缩短（p = 0.002，FDR p = 0.004），而中位振幅和爆发时间占比无显著差异。高β频段各主要指标经校正后均未达到显著水平。该结果表明，PD患者表现为低β爆发电位出现更频繁但持续时间更短的时序改变。
健康对照与PD：拓扑图分析。探索性拓扑图显示低β异常不仅局限于额中央区域，还在多个中央和后部通道表现为更高的爆发电位率和更短的持续时间；θ和α频段的组间差异较弱且空间分布不一致，说明低β频段是区分健康对照与PD的最主要频段。
健康对照、PDFOG?与PDFOG+：主要分析。三组比较在Cz电极处显示低β爆发电位率（p = 0.005，FDR p = 0.010）和中位持续时间（p = 0.005，FDR p = 0.010）存在显著组间差异，但振幅和时间占比无显著差异。θ频段中位振幅在校正前显示组别效应（p = 0.014），FDR校正后未达显著（FDR p = 0.056）。关键的是，在仅包含PD患者的校正模型中，未发现PDFOG+与PDFOG?之间存在稳健差异，提示低β异常主要与PD本身相关，而非FOG特异性标志。
三组拓扑图与次要指标分析。拓扑图显示，相对于健康对照，PDFOG?和PDFOG+两组在低β频段均表现出更高的爆发电位率和更短的持续时间，部分通道经FDR校正后仍显著；高β频段的空间模式异质性较强，组间差异较弱。次要指标经校正后未发现显著的组间差异。
FOG严重程度相关性分析。FOG严重程度与θ爆发电位振幅显著正相关：Cz处θ中位振幅与FOGQ z得分呈正相关（rho = 0.22，p = 0.008，FDR p = 0.032），θ 90百分位振幅同样显著相关（rho = 0.22，p = 0.007，FDR p = 0.028）。β频段各指标经校正后均未与FOG严重程度显著相关。这一结果揭示θ爆发电位振幅与FOG连续性严重程度之间的特异性关联。
讨论部分指出，低β爆发电位“更多但更短”的时序模式与既往研究中STN局部场电位在OFF药物状态下延长β爆发的发现不同，这种差异可能源于ON药物状态下的多巴胺能调节、皮质网络重组或代偿机制。θ爆发电位振幅与FOG严重程度的相关支持FOG涉及认知-运动控制网络的观点，可能反映冲突监测或认知控制机制的异常招募。研究局限性包括：统一至11通道后空间分辨率受限；静息态记录对步态相关动态过程敏感性有限；药物服用时间未统一标准化；FOG严重程度在不同中心使用不同量表并需中心内标准化；爆发电位检测采用操作性的振幅阈值定义；横断面设计无法进行因果推断。总体而言，本研究表明静息态EEG爆发电位指标可作为PD运动网络功能障碍和FOG严重程度的补充性功能标志，并为未来结合药物调控、高密度记录及步态诱发任务的研究提供了依据。研究结论为：在这一大型多中心队列中，静息态EEG爆发分析揭示了ON药物状态下PD和FOG的频段特异性改变——PD患者较健康对照表现出更频繁但更短的低β爆发电位，提示药物状态下皮质β活动时间组织发生改变；这些异常主要与PD状态相关，而非FOG亚组特征；相反，θ爆发电位振幅与FOG严重程度相关，可能反映与冻结相关的认知-运动网络功能障碍。
