综述: 无创穿颅电刺激对人脑神经活动和认知功能的调控

穿颅电刺激被认为可以无创调节大脑的神经活动,为研究特定脑区与某一认知功能间的因果关系提供了可能.近些年,对穿颅电刺激作用机制和其对认知、运动功能调控的研究方面取得了很多重要进展.在这篇综述中,我们总结了以往关于穿颅直流电刺激、穿颅交流电刺激和穿颅随机噪声电刺激三种刺激方式的发展历史及其作用机制,同时总结了其对感知觉(主要是视觉知觉)、注意和记忆等认知功能的调控,并对未来的研究方向进行了展望.     

经颅磁刺激和经颅直流电刺激在调控大脑共情功能中的应用

共情可以帮助人们建立和谐的人际关系，更好地适应现实社会，是一种重要的社会认知功能。已有研究表明，诸多神经和精神类疾病的发生发展和复发与共情缺陷有关。非侵入性脑刺激技术（经颅磁刺激和经颅直流电刺激）可以通过调节大脑皮层兴奋性来调控个体的共情水平，缓解共情缺陷症状。针对健康群体使用该技术的现有证据显示：内侧前额叶、初级运动皮层、额下回、背外侧前额叶和颞顶交界处的活动有助于提升个体的认知共情水平，其中双侧背外侧前额叶的活动还有助于下调个体的情感共情水平，而右侧颞顶交界处的活动则可以增强自我表征从而支持个体在共情时进行自我和他人的区分。少数针对共情缺陷群体使用该技术的临床证据提示，增强左侧背外侧前额叶和内侧前额叶的活动可以分别提升精神疾病和神经退行性疾病患者的认知共情水平。未来的研究应探讨在统一的行为测量范式下针对不同刺激参数和刺激位点进行共情干预研究，通过融合其他神经生理技术进一步考察非侵入性脑刺激技术改善共情功能的作用机制，并考虑个体差异性对大脑共情功能干预效果的影响。     

经颅直流电刺激联合益生菌对脑卒中后认知功能障碍患者的作用

探讨经颅直流电刺激（tDCS）联合益生菌对脑卒中后认知功能障碍（PSCI）患者认知功能和肠道菌群的影响。

按随机数字表法将2020年6月至2021年6月我院收治的150例PSCI患者分为对照组和观察组,各75例。对照组患者给予tDCS治疗,观察组患者给予tDCS联合益生菌治疗。采用蒙特利尔认知功能评估量表（MoCA）和简易智力状态检查量表（MMSE）评估患者治疗前后的认知功能。采用荧光定量PCR法检测患者治疗前后肠道菌群数量变化。比较两组患者认知功能、肠道菌群、临床疗效以及不良反应发生情况。

治疗后,观察组患者肠道双歧杆菌和乳杆菌数量较治疗前显著升高,且双歧杆菌和乳杆菌数量显著高于对照组;而大肠埃希菌和肠球菌数量较治疗前显著降低,且大肠埃希菌和肠球菌数量显著低于对照组（均P＜0.05）。治疗后,两组患者MoCA和MMSE评分均升高,且观察组高于对照组（均P＜0.05）。观察组患者临床总有效率显著高于对照组（90.67% vs 78.67%,χ² = 12.482,P＜0.001）。对照组和观察组患者的不良反应发生情况比较差异无统计学意义（χ² = 0.150,P = 0.699）。

tDCS联合益生菌治疗能够有效改善PSCI患者的认知功能和肠道菌群状态,且不良反应少,安全系数高,值得临床推广。

     

舍曲林联合经颅磁刺激对青少年首发抑郁症认知功能的影响

目的:探讨舍曲林联合经颅磁刺激(TMS)对青少年首发抑郁症认知功能的影响.方法:选取2018年10月～2020年2月我院青少年首发抑郁症患者94例作为研究对象,简单随机化分为2组,各47例.对照组予以舍曲林治疗,观察组予以TMS联合舍曲林治疗,2组均连续治疗6周.比较2组疗效、不良反应发生率、随访12个月复发率及治疗前...     

跨颅电刺激对大鼠抑郁症的治疗作用

目的：探讨跨颅电刺激对大鼠抑郁症的治疗作用。方法：跨颅电刺激抑郁症大鼠左侧前额叶皮层,敞箱实验测定大鼠行为学变化,荧光法测定单胺类递质含量的变化。结果：跨颅直流电和低频脉冲电刺激后,大鼠敞箱实验中垂直和水平运动得分均较模型组显著升高（P〈0.05）;且大鼠左侧前额叶皮层和海马5-HT、NE含量较模型组显著升高（P〈0.05）,而前额叶皮层DA含量无显著变化（P〉0.05）。结论：直流电和低频脉冲电跨颅刺激左侧前额叶皮层,对抑郁症均有显著治疗作用。     

康复运动训练联合经颅直流电刺激对帕金森病患者步行功能、平衡功能和认知功能的影响

摘要 目的：探讨康复运动训练联合经颅直流电刺激（tDCS）对帕金森病（PD）患者步行功能、平衡功能和认知功能的影响。方法：选择2018年5月至2021年5月期间我院收治的PD患者60例,根据计算机生成数据随机分为对照组和研究组各30例。对照组患者接受康复运动训练,研究组患者接受康复运动训练联合tDCS,两组均治疗两周。对比两组步行功能、平衡功能、肢体功能、认知功能和生活自理能力的变化。结果：研究组治疗后步速、步频、步宽高于对照组（P<0.05）。研究组治疗后Berg平衡量表（BBS）评分高于对照组（P<0.05）。研究组治疗后蒙特利尔认知评估量表（MoCA）各项评分及总分高于对照组（P<0.05）。研究组治疗后统一帕金森病评价量表第三部分（UPDRS-Ⅲ）评分低于对照组,改良Barthel指数（MBI）评分高于对照组（P<0.05）。结论：PD患者经康复运动训练联合tDCS治疗,运动和非运动障碍均可得到显著改善,生活自理能力提高,临床应用价值较高。     

经颅电刺激镇痛研究的现状及展望

经颅电刺激技术是一种非侵入性神经调控方法,因其具有卓越的安全性、良好的患者依从性以及高度便携性等特点,被视为一种潜在的非药物镇痛手段。然而,目前对于经颅电刺激镇痛效果的研究结果不一致且镇痛机制尚未完全阐明。本文通过系统归纳总结3种主要的经颅电刺激技术——经颅直流电刺激、经颅交流电刺激和经颅随机噪声刺激——在镇痛领域的研究进展,评估了这些技术对短时、急性和慢性疼痛的镇痛效果,并深入剖析了其潜在的镇痛机制。同时,本文系统讨论了既往研究的局限性,并对未来研究提出了一系列切实可行的建议,如借助电场模拟技术实现个性化刺激以克服不同个体头部解剖结构差异的影响、应用多位点刺激和深部脑刺激技术来拓展刺激脑区、搭建经颅电刺激技术同步神经影像平台以制定个体特异性的刺激方案并深入揭示其镇痛机制、探索与其他治疗技术的联合应用以提高疗效等。这些建议的实施将有助于解决当前研究中存在的问题,充分发挥经颅电刺激在疼痛治疗中的临床价值,最终实现患者疼痛的缓解。     

精准定位脑刺激对运动功能调控研究进展

脑刺激是神经科学研究的重要手段,传统的经颅磁刺激和经颅电刺激等脑刺激方法尽管能调控运动功能(包括减轻运动性障碍疾病的运动障碍、提高运动能力等),但存在空间分辨率低且无法刺激深部脑组织的局限性.近年来迅速发展的深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)、光遗传学、经颅超声刺激(transcranial ultrasound stimulation,TUS)、时间干涉(temporal interference,TI)等精准定位脑刺激方法,具有空间分辨率高、可聚焦深部脑组织等优点.本文综述了上述几种脑刺激方法的原理、特点,对运动功能调控的研究进展,以及面临的挑战和发展前景,从而为神经科学研究提供更好的研究工具,为临床实践提供更多的干预治疗手段.     

低频重复经颅磁刺激联合益生菌对脑卒中后抑郁患者认知和运动功能及肠道菌群的影响

目的 分析低频重复经颅磁刺激联合益生菌对脑卒中后抑郁患者认知、运动功能及肠道菌群的影响。 方法 选取我院2016年12月至2019年2月收治的110例脑卒中后抑郁患者进行研究,按随机数字表法分为观察组与对照组,各55例。两组患者均给予低频重复经颅磁刺激治疗,观察组患者进一步联合益生菌治疗。治疗4周后比较两组患者抑郁、认知功能、运动功能、肠道菌群及不良反应发生情况。 结果 治疗后观察组患者肠道双歧杆菌数量[(9.59±0.73)lg copies/g vs(7.56±0.54)lg copies/g]和乳杆菌数量[(9.53±0.68)lg copies/g vs(7.84±0.56)lg copies/g]高于对照组,而肠球菌数量[(7.86±0.63)lg copies/g vs(9.81±0.52)lg copies/g]与大肠埃希菌数量[(7.64±0.37)lg copies/g vs(9.16±0.48)lg copies/g]低于对照组,差异有统计学意义(均P0.05)。 结论 低频重复经颅磁刺激联合益生菌治疗可有效改善脑卒中后抑郁患者认知、运动功能及其肠道菌群和抑郁状态,安全性较高。     

重复经颅磁刺激对慢性精神分裂症患者认知功能影响的初步研究

目的:探讨重复经颅磁刺激(rTMS)对慢性精神分裂症患者认知功能的影响。方法:100例慢性精神分裂症患者,按照随机数字表法分为rTMS真刺激组和伪刺激组,每组各50例。采用阳性与阴性症状量表(PANSS)及副反应量表(TESS)评估患者治疗前后精神症状及不良反应;采用威斯康星卡片分类测验(WCST)及可重复的成套神经心理状态测量(RBANS)评价患者治疗前后认知功能。结果:治疗后,rTMS真刺激组PANSS总分、阳性量表分、阴性量表分、一般精神病理量表分均明显降低(P0.05),且均明显低于伪刺激组(P0.05),两组治疗前后及组间TESS评分无明显差异(P0.05);rTMS真刺激组WCST中的概念化水平百分数明显高于伪刺激组(P0.05),总时间及错误思考时间短于伪刺激组(P0.05);rTMS真刺激组RBANS中视觉广度与延迟记忆成绩明显提高(P0.05),且视觉广度明显高于伪刺激组(P0.05);rTMS真刺激组2例患者首次治疗后出现轻度不适症状,随访3个月所有患者均无不适主诉。结论:rTMS治疗对慢性精神分裂症患者的部分认知功能有一定的改善作用,且安全性较高,值得进一步研究。     

刺激猫下丘脑LHA和VMN对小脑皮层神经元电活动的影响

在戊巴比妥钠麻醉的猫,电刺激下丘脑外侧区(LHA)和腹内侧核(VMN)可引起小脑皮层第Ⅵ和Ⅶ小叶浦肯野细胞和非浦肯野细胞抑制性、兴奋性和抑制-兴奋性的电活动,但以抑制性活动为主;这些反应的潜伏期多数为10-20ms,但也可长达90ms;一般刺激LHA比刺激VMN更有效。刺激下丘脑所激发的小脑神经元抑制性电活动可为静脉注射组胺H_1受体阻断剂扑尔敏所阻断。本文对上述观察的可能作用作了讨论。     

认知康复训练联合高频重复经颅磁刺激对脑卒中后认知障碍患者认知功能和血清BDNF、VEGF的影响

摘要 目的：观察脑卒中后认知障碍（PSCI）患者在认知康复训练基础上辅助高频重复经颅磁刺激（rTMS）治疗后,其认知功能和血清脑源性神经营养因子（BDNF）、血管内皮生长因子（VEGF）水平变化。方法：选择我院2020年1月~2020年12月期间接收的300例PSCI患者,以随机数字表法将患者分为实验组（150例）、对照组（150例）。对照组在常规治疗基础上联合认知康复训练,实验组则在对照组的基础上联合高频rTMS。对比两组认知功能、日常生活能力、听觉事件相关电位、血清BDNF和VEGF水平及不良反应。结果：两组治疗4周后蒙特利尔认知评估量表（MoCA）各条目评分及总分均较治疗前升高,且实验组高于对照组（P<0.05）。两组治疗4周后改良Barthel指数（MBI）评分较治疗前升高,且实验组高于对照组（P<0.05）。实验组治疗4周后P300潜伏期短于对照组,P300波幅高于对照组（P<0.05）。两组治疗4周后血清BDNF、VEGF水平升高,且实验组高于对照组（P<0.05）。两组不良反应发生率组间对比无统计学差异（P>0.05）。结论：认知康复训练联合高频rTMS可有效改善PSCI患者认知功能,上调其血清BDNF、VEGF水平,改善听觉事件相关电位,从而提高患者日常生活能力。     

电刺激大鼠脊神经皮支对远距离机械感受单位电活动的影响

实验采用分离神经细束的方法,观察逆行电刺激大鼠脊神经背侧皮支后,在相距较远的神经细束上记录到的Aδ和C类机械感受单位电活动的变化。刺激T9脊神经背侧皮支,在T12神经细束上记录到59.3%（16/27）的Aδ和71.2%(37/52）的C类单位在刺激后90～120s放电显著增加。刺激T8脊神经背侧皮支,在T12神经细束上记录到47.8%(11/23）的Aδ单位和36.6%(15/41）的C类单位在刺激后120～150s放电显著增加。大多数单位（18/23）的机械感受阈值在电刺激远距离脊神经背侧皮支后降低。结果表明,逆行电刺激外周感觉神经,可以使相距较远的Aδ和C类机械感受单位致敏,其传入放电增加。     

脑电与认知活动的相关性

本文简要介绍了认知活动与脑电（包括自发脑电、诱发脑电、脑电事件相关电位、４０ＨＺ脑电事件相关电位）的相关性及其应用前景。     

经颅磁刺激对癫痫病灶脑电相关维数的影响

利用脑功能指标——大鼠病灶区脑电的相关维数,研究低频经颅磁刺激对慢性颞叶癫痫大鼠脑功能改善的作用。对一组颞叶癫痫大鼠施予频率为0．5Hz、强度为0．4T、20次／日、连续一周的低频重复性经颅磁刺激(rTMS)．在rTMS前后,分别测取颞叶癫痫大鼠责任病灶区皮层和海马区的脑电,重构时间延迟吸引子,用G-P算法估算反映对应脑区功能状态的相关维数。研究结果显示：施予适量的rTMS(0.4T、20次／日、连续一周),使颞叶癫痫大鼠海马和相应皮层脑电的相关维数比刺激前明显升高。研究表明适量的rTMS有抑制癫痫的作用。     

经颅电刺激对睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质功能连接紊乱干预作用的初步研究

目的:探讨经颅电刺激对睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质功能连接紊乱的干预作用。方法:研究采用自身前后对照的试验设计。16名受试者均接受2次24 h睡眠剥夺,2次睡眠剥夺间隔3周,受试者分别于第1次正常睡眠后、24 h睡眠剥夺后、经颅电刺激(真或假刺激)干预后(真、假刺激电流大小均为1 mA,电流作用时间分别为20 min、2 s,干预实验均持续20 min)及第2次经颅电刺激(假或真刺激)干预后采集静息态磁共振成像数据。以睡眠剥夺前收集静息态功能磁共振数据作为基线,选取双侧后扣带回皮质作为种子点进行全脑功能连接分析,观察睡眠剥夺前后及经颅电刺激真、假刺激后大脑的功能连接变化。结果:与正常睡眠后相比,24 h睡眠剥夺后双侧后扣带回皮质与双侧丘脑间的功能连接上升(P<0.01),与右侧楔前叶、海马旁回以及双侧岛叶间的功能下降(P<0.01)。与假刺激相比,给予真刺激后左侧后扣带回皮质与右侧楔前叶功能连接上升(P<0.01);与双侧丘脑、岛叶及右侧大脑皮质功能连接下降(P<0.01)。右侧后扣带回皮质与全脑的功能连接在双侧丘脑、右侧岛叶及大脑皮层间也存在下降(P<0....     

辅助瘫痪患者上肢活动的电刺激系统

当前,恢复四肢瘫痪病人上肢功能的强有力手段之一,是神经肌肉电刺激。本文从康复工程的角度,简要地介绍上肢功能性神经肌肉电刺激的生理特点;系统地描述植入式仪器的设计以及临床使用的最新成果。     

电刺激大鼠巨细胞网状核对小脑浦肯野细胞自发和诱发电活动的影响

本研究在麻醉并制动的大鼠上观察了电刺激巨细胞网状核(Gi)对小脑浦肯野细胞(PC)自发及诱发简单锋电位的影响。结果如下:(1)刺激Gi可使PC的简单锋电位出现潜伏期小于20ms的抑制性或兴奋性反应,并以抑制性反应为主。抑制性反应持续40-100ms,而兴奋性反应的时程可达200ms以上;(2)注射5-HT_2型受体阻断剂methysergide可以减弱或阻断电刺激Gi对PC自发简单锋电位的抑制作用;(3)条件性Gi刺激可以显著压抑或加强由刺激对侧大脑皮层感觉运动区引起的PC诱发简单锋电位反应。以上结果说明:在大鼠存在Gi-小脑通路,这一通路中的部分纤维是5-HT能的。Gi-小脑纤维可能通过突触和/或非经典突触的化学传递方式对PC的电活动产生某种调制性的影响。推测Gi-小脑传入纤维投射可能在某些小脑功能活动,如肌紧张及姿势的调节等方面发挥重要作用。