利用TMS-EEG對脊髓損傷康復(fù)病人在橡膠手錯覺任務(wù)中的功能連接進行分析

1.研究背景

身體自我感知是包括脊髓損傷（SCI）在內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的一個重要概念。通過橡膠手錯覺（RHI）等任務(wù)可以改變身體的自我感知，會導(dǎo)致自下而上和自上而下路徑的改變，從而改變相關(guān)大腦區(qū)域之間的連接。本研究旨在探究（1）是否可以通過改變皮層興奮性來操縱這一過程，（2）當RHI不能被誘發(fā)時，相關(guān)腦區(qū)之間的連接是否不同，（3）SCI患者的這種過程如何不同。

2.研究方法

2.1 被試

研究共有18名有效被試，其中男性10人，女性8人，平均年齡為30歲。

2.2 實驗流程

被試會接受視觸覺刺激，視野范圍內(nèi)不可見的自己的手和視野范圍內(nèi)可見的橡膠手同時被摩擦，每次摩擦持續(xù)2s，頻率約為1Hz。在real的橡膠手錯覺中，兩個摩擦同時開始施加；而在sham的橡膠手錯覺中，兩個刺激的開始施加時間點相隔500ms。被試需要以九件法評價對于橡膠手的擁有感錯覺，只對real刺激中的評價進行分析。

研究共包含4次實驗，每2次實驗相隔至少一周。在每次實驗中，被試會先接收rTMS刺激（real/sham），隨后進行RHI（real/sham），在RHI過程中記錄EEG。

圖1. 相隔1周的4次實驗

2.3  刺激參數(shù)

用Power Mag裝置（Mag &More, GmbH）對被試施加間歇性theta脈沖刺激（iTBS），以50Hz的頻率進行3脈沖刺激，刺激施加2s然后休息8s。共重復(fù)20次，總時間為200s，施加600個刺激。刺激強度為80%RMT，刺激位置為左側(cè)第一骨間背側(cè)對側(cè)的初級軀體感覺皮層。

3.實驗結(jié)果

圖2. Sham的TMS刺激后的ffDTF，數(shù)值表示患者數(shù)據(jù)相對于健康被試的比值

4.結(jié)論

本研究表明皮質(zhì)-皮質(zhì)間的連接不受RHI的影響，也不影響RHI的有效性。這種連接模式可能代表了一種神經(jīng)可塑性反應(yīng)，該反應(yīng)試圖克服患者的功能性損傷，從而維持他們整體的神經(jīng)連接模式與健康被試類似，但對RHI具有更高的敏感性和偏側(cè)性。本研究的結(jié)果為探明視覺-感覺刺激的處理過程提供了新的線索。未來研究的一個重點可能是將功能連接模式作為SCI患者的生物標記物，以便更好地理解適應(yīng)不良狀態(tài)的神經(jīng)可塑性和個體康復(fù)方法。

5.參考文獻及DOI號

Frey, V. N., Thomschewski, A., Langthaler, P. B., Kunz, A. B., H?ller, Y., Trinka, E., & Nardone, R. (2021). Connectivity Analysis during Rubber Hand Illusion—A Pilot TMS-EEG Study in a Patient with SCI. Neural plasticity, 2021.

Doi: 10.1016/j.psychsport.2018.01.010