導讀

該研究運用 TMS、EEG 及 TMS-EEG 技術，深入探究中風恢復機制。研究依據(jù)運動誘發(fā)電位（MEP）的引出情況與患者運動功能水平進行分組研究。結果顯示，低功能且 MEP（-）的患者，其大腦功能連接顯著增強，對運動功能恢復起到積極促進作用；中 - 高功能但 MEP（-）的患者，在恢復過程中功能連接逐漸提升，對側(cè)半球在其中發(fā)揮關鍵作用；而 MEP（+）的患者，大腦半球間功能連接與運動功能呈負相關。這一成果表明，在中風康復治療中，全面考量患者運動功能及患側(cè)皮質(zhì)運動通路完整性，對提升臨床治療效果意義重大。

研究方法

研究對象

81名中風受試者和15名年齡匹配的健康成年人參與，中風受試者在入組前1年內(nèi)發(fā)生中風且無認知障礙，所有參與者均需符合TMS篩選標準。排除妊娠、使用影響癲癇閾值藥物及體內(nèi)有金屬物或植入裝置。

研究流程

所有參與者進行行為和神經(jīng)生理學測量，包括握力評估、中風受試者的上肢Fugl-Meyer運動功能評估（UEFMA）和動作研究手臂測試（ARAT），以及TMS、EEG和TMS-EEG測量。約2個月后，46名中風受試者再次進行相同測量。在這兩個階段中，神經(jīng)生理測量都在行為測量后進行。

測量方法

EEG測量

使用配備TMS兼容EEG帽，電極放置采用國際10-20系統(tǒng)，靶點參考CPz，6分鐘靜息EEG記錄期間，受試者閉眼休息。分析使用MATLAB和EEGLAB工具箱進行數(shù)據(jù)預處理，計算半球間相干性、相位鎖定值（PLV）等指標進行功率和功能連接（FC）分析，以及圖論分析測量全局和局部網(wǎng)絡連接性。

TMS測量

在行為測量后進行，使用依瑞德集團NS5000成對脈沖磁刺激儀進行單脈沖TMS刺激初級運動皮層，確定靜息運動閾值（RMT），通過導航系統(tǒng)確保線圈位置穩(wěn)定，進行成對脈沖評估皮質(zhì)內(nèi)抑制和易化，某些情況下評估運動MEP和皮質(zhì)靜息期（CSP）、同側(cè)靜息期（ISP）。分析使用自定義MATLAB腳本離線分析MEP，計算短皮質(zhì)內(nèi)抑制（SICI）和皮質(zhì)內(nèi)易化（ICF）。

研究結果

01 橫斷面結果

不同組別在研究某一特定時間段神經(jīng)生理特征差異及各指標之間的關系。

分組情況

81名中風受試者在第1階段完成了測量，其中組0 [低功能MEP（-）個體] 有40名受試者，組1 [中-高功能MEP（-）個體] 有12名受試者，組2 [MEP（+）個體] 有29名受試者。

EEG測量

EEG功率：組間分析顯示，組0的患側(cè)（IH）delta和theta頻段功率以及健側(cè)（CH）theta頻段功率顯著高于健康對照組（圖一）。

半球間功能連接性

組間分析顯示，組0的theta頻段相干性和PLV顯著高于組1和健康對照組，delta頻段相干性與組1也有顯著組間差異（圖二）。

圖論分析

組間分析顯示，組0的CH的delta頻段中介中心性，delta、theta頻段度中心性以及theta頻段聚類系數(shù)與組1存在差異，部分指標與健康對照組也有差異（圖3）。

TMS-MEP測量

MEP（-）個體不可記錄患側(cè)手的TMS參數(shù)，因此僅比較組2與健康對照組，組2患側(cè)CSP顯著高于健康對照組，非患側(cè)手的TMS參數(shù)在各組間無顯著差異。

研究對象

組間分析顯示，組0的IH自然頻率顯著高于健康對照組，與組1相比也呈現(xiàn)出更高的趨勢，TEP成分無顯著主效應（圖4）。

相關性分析

基線時，僅組2的delta頻段FC指標與ARAT呈負相關，包括半球間FC、患側(cè)內(nèi)FC和健側(cè)內(nèi)FC的部分指標，中風病程與神經(jīng)生理結果無顯著相關性（圖5）。

02 縱向結果

同一組別在不同時間階段恢復過程中的神經(jīng)生理變化趨勢及其與運動功能變化之間的關系。

分組情況

46名中風幸存者完成了第二次測量：第0組19人，第1組9人，第2組18人。

行為測量

所有組第二次FMA和ARAT均顯著高于第一次測量結果，組間無顯著差異。

EEG測量

EEG功率：無顯著差異。

半球間功能連接性

theta頻段相干性和PLV存在組×時間交互作用，組1在第二次測量的theta頻段相干性和PLV等參數(shù)均高于第一次測量（圖6A、B）。

圖文分析

alpha頻段小世界屬性存在時間主效應和組×時間交互作用。事后比較結果顯示，在組1中，第二次測量中的alpha頻段顯著更大（圖6C）。

健側(cè)半球的theta頻段度中心性，delta、theta頻段聚類系數(shù)存在組×時間交互作用。事后比較顯示，組1在第二次測量的這些指標高于第一次測量（圖6D、E）。

TMS-MEP測量

Session1中組0中有1名受試者在第二次測量時變?yōu)镸EP（+），組1中有3名受試者在第二次測量時變?yōu)镸EP（+），各組或半球間在兩個階段的TMS參數(shù)無顯著差異。

TMS-EEG測量

各個組以及左右半球之間，兩個測量階段的TEP成分和自然頻率都不存在顯著差異。

相關性分析

在組0和組1中，基線alpha頻段PLV與ARAT變化呈顯著正相關，組2無次相關性（圖7）。

組1中的CH的theta頻段度中心性變化、CH的delta頻段聚類系數(shù)變化與ARAT變化呈顯著正相關（圖8A、B），組2中CH的ISP變化與ARAT變化呈顯著負相關（圖8C）。

結論

本研究首次結合多種腦研究技術監(jiān)測中風后縱向神經(jīng)生理變化，發(fā)現(xiàn)低功能MEP（-）個體FC顯著升高，這種較高的FC對運動恢復有積極作用。中-高功能MEP（-）個體在恢復過程中FC增加，研究觀察到該組在恢復過程中，對側(cè)半球（CH）的功能連接增加與運動恢復相關，表明CH對運動恢復起到關鍵的支持作用。MEP（+）個體半球間功能連接與運動功能呈負相關，CH的影響似乎對運動恢復不利。基于這些發(fā)現(xiàn)，研究強調(diào)中風康復個性化干預的重要性，應綜合考慮運動功能和患側(cè)皮質(zhì)運動通路完整性以優(yōu)化臨床效率。

臨床應用意義

這項研究為中風康復的個體化干預提供了重要依據(jù)：

01 個體化康復策略

根據(jù)患者的運動功能水平和患側(cè)皮層運動通路的功能完整性，制定針對性的康復方案。

對于低功能MEP（-）患者，增加CH與IH之間的功能連接性可能有助于運動恢復。

對于中等至高功能MEP（-）患者，除了增加功能連接性外，還可以通過調(diào)節(jié)CH的皮層興奮性來促進恢復。

對于MEP（+）患者，可能需要抑制CH的過度影響，以優(yōu)化運動恢復。

02 新的康復技術開發(fā)

研究結果支持開發(fā)基于神經(jīng)調(diào)節(jié)技術（如TMS）的康復方法，以調(diào)節(jié)大腦功能連接性，促進中風后的運動功能恢復。

03 預后評估

通過EEG和TMS等技術評估患者的神經(jīng)生理學特征，可以為康復預后提供早期預測，幫助制定更有效的康復計劃。

總之，這項研究強調(diào)了中風康復中個體化干預的重要性，并為未來的研究和臨床實踐提供了新的方向。

參考文獻：

Ding Q, Chen J, Zhang S, et al. Neurophysiological characterization of stroke recovery: A longitudinal TMS and EEG study[J]. CNS Neurosci Ther, 2024, 30:e14471. DOI: 10.1111/cns.14471.

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