基于四脈沖刺激的運(yùn)動(dòng)皮層雙向可塑性

研究目的：

本研究探討了通過經(jīng)顱磁四脈沖刺激（QPS）對下頂葉（IPL）進(jìn)行刺激，是否可以誘導(dǎo)對運(yùn)動(dòng)皮層（M1）興奮性的長期影響。另外，在本研究中還調(diào)查了這些影響是雙向（興奮和抑制）的還是單向的，以及這些影響是否對脈沖時(shí)間間隔（ISI）/刺激部位有依賴性。

研究方法：

被試：

28例健康志愿者（男性18例，女性10例）。

肌電記錄：

選擇右手第一骨間背側(cè)（FDI）的表面放置電極，并記錄肌電圖。

選取M1：

QPS的刺激方式分為三種：ISI=5ms（QPS-5）；ISI=50ms（QPS-50）；假刺激。刺激頻率為0.2Hz，刺激時(shí)間為30min，如圖1。

圖1  實(shí)驗(yàn)流程

QPS刺激持續(xù)30min。Baseline=QPS刺激之前的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，PRE=Baseline測試結(jié)束15min后的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，Post-0=QPS刺激結(jié)束0min的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，Post-30=QPS刺激結(jié)束30min的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，Post-60=QPS刺激結(jié)束60min的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位。

實(shí)驗(yàn)計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的振幅相對于基線的比率[（每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的MEP振幅-基線MEP振幅）/基線MEP振幅*100]。

刺激區(qū)域選?。?/strong>

共選取了四個(gè)部位：左側(cè)邊上回（SMG），左側(cè)角回（AG），運(yùn)動(dòng)皮層（M1），對照大腦部位（S1），其中M1，S1的位置如圖2A所示。SMG與AG的位置如圖2B所示。

圖2 

M1興奮性測試：

在FDI記錄到的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）振幅通過對10個(gè)MEP峰峰振幅求平均值而確定。

研究結(jié)果：

圖3的A、E、I、M顯示了當(dāng)刺激對象為M1、S1、SMG、AG時(shí)的各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的原始MEP數(shù)據(jù)；B-D、F-H、J-L、F-H分別顯示了各QPS條件誘發(fā)的MEP平均比率。

圖3

對于M1，刺激條件和時(shí)間具有顯著主效應(yīng)和互作效應(yīng)，如圖3B-D。

對于S1，無顯著作用，如圖3F-H。

對于SMG，刺激條件和時(shí)間具有顯著主效應(yīng)和相互作用，如圖3J-L。

對于AG：刺激條件和時(shí)間互作效應(yīng)不顯著，如圖3N-P。

研究結(jié)論：

在SMG處進(jìn)行QPS刺激，無論ISI=5ms還是50ms，都抑制了M1的興奮性；而在AG處進(jìn)行QPS刺激，ISI=5ms時(shí)，增強(qiáng)了M1的興奮性。本研究表明，應(yīng)用于IPL的QPS刺激會(huì)使M1的興奮性產(chǎn)生持久變化，即使在相同的刺激條件下，其結(jié)果也取決于IPL的刺激部位。大腦內(nèi)存在IPL連接到M1的功能可區(qū)分的網(wǎng)絡(luò)，通過對這些網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控，應(yīng)該有可能通過與IPL的連接而無創(chuàng)地在M1中誘導(dǎo)功能可塑性。

 參考文獻(xiàn)：

B, F. K. A. , A, E. S. , B, M. O. A. , & C, T. N. . (2020). Region-dependent bidirectional plasticity in m1 following quadripulse transcranial magnetic stimulation in the inferior parietal cortex. Brain Stimulation, 13( 2), 310-317.