利用TMS-EEG對(duì)脊髓損傷康復(fù)病人在橡膠手錯(cuò)覺任務(wù)中的功能連接進(jìn)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(gè)重要概念。通過橡膠手錯(cuò)覺（RHI）等任務(wù)可以改變身體的自我感知，會(huì)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(dāng)RHI不能被誘發(fā)時(shí)，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(shí)驗(yàn)流程

橡膠手錯(cuò)覺

被試會(huì)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(shí)被摩擦，每次摩擦持續(xù)2s，頻率約為1Hz。在real的橡膠手錯(cuò)覺中，兩個(gè)摩擦同時(shí)開始施加；而在sham的橡膠手錯(cuò)覺中，兩個(gè)刺激的開始施加時(shí)間點(diǎn)相隔500ms。被試需要以九件法評(píng)價(jià)對(duì)于橡膠手的擁有感錯(cuò)覺，只對(duì)real刺激中的評(píng)價(jià)進(jìn)行分析。

研究共包含4次實(shí)驗(yàn)，每2次實(shí)驗(yàn)相隔至少一周。在每次實(shí)驗(yàn)中，被試會(huì)先接收rTMS刺激（real/sham），隨后進(jìn)行RHI（real/sham），在RHI過程中記錄EEG。

圖1. 相隔1周的4次實(shí)驗(yàn)

2.3 刺激參數(shù)

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

3. 研究結(jié)果

是否真正施加了TBS刺激及被試是否被誘發(fā)了擁有感錯(cuò)覺并未對(duì)連接性有何影響。然而脊髓損傷康復(fù)患者的連接性表現(xiàn)出更高的偏側(cè)化，即右側(cè)連接性更高，左側(cè)連接性更低。除此之外，健康被試和脊髓損傷康復(fù)患者連接性的呈現(xiàn)模式并未表現(xiàn)出不同。

表1. 連接性指標(biāo)（COH, ffDT）在3組比較中的p值

圖2. Sham的TMS刺激后的ffDTF，數(shù)值表示患者數(shù)據(jù)相對(duì)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(duì)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(gè)重點(diǎn)可能是將功能連接模式作為SCI患者的生物標(biāo)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(gè)體康復(fù)方法。

5. 文獻(xiàn)名稱及DOI號(hào)

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