rTMS作用下对侧运动区EEG-NIRS耦合关系研究

发布时间：2020-04-10 05:42

【摘要】：神经血管耦合(Neurovascular Coupling,NVC)是一种神经激活支持机制,涉及神经系统、代谢系统和血管系统之间的协同作用。重复经颅磁刺激(Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation,rTMS)作为一种神经刺激手段,可对刺激靶区或对侧脑区的神经组织形成兴奋或抑制的改变,并可通过电生理、生物化学以及行为学等多种参数予以反映。已有的rTMS引起脑功能变化的研究主要单独围绕rTMS下电生理变化或rTMS下血氧变化,缺乏对rTMS下神经血管耦合过程变化的研究。rTMS作用下的脑电(Electroencephalogram,EEG)与近红外光谱(Near-Infrared Spectroscopy,NIRS)联合分析对于揭示大脑活动过程中神经血氧耦合关系具有重要意义。本文搭建了 rTMS-EEG和rTMS-NIRS信号采集平台,开展了 1Hz和5Hz两种频率rTMS刺激实验。首先对两种频率rTMS刺激下对侧EEG以及血氧变化进行了独立分析,结果显示:rTMS刺激后对侧运动区EEG功率谱能量缓慢下降,而血氧浓度则先逐步上升后缓慢下降,二者均存在rTMS迟滞效应。随后,对rTMS刺激下对侧神经电生理与血氧之间存在的相关性和格兰杰因果性分别进行了对比分析。总体上,EEG功率谱与血氧变化呈显著负相关关系,且存在显著的因果关系。相比于1HzrTMS,5HzrTMS刺激显著增强了对侧和运动区紧密相关的EEG α和β频段与各血氧参数之间的相关性和因果程度,并降低了最优拟和阶次。综上,推测高频rTMS刺激增强α和β频段与各血氧参数之间的相关性、降低拟合阶次和增强因果性的主要原因是高频rTMS刺激增强了对侧神经血氧耦合的紧密程度,使神经血氧耦合由复杂离散的耦合趋向于单纯直接的耦合,从而加强了 EEG和血氧之间的因果关联。本文采用实验研究了 rTMS作用下的神经血氧相关性和因果性,并分析了rTMS刺激频率对神经血管耦合的影响。本文结果将为rTMS作用下的神经血管耦合机制研究提供新的方法和思路。
【图文】：

刺激模式

后受试者舒服地坐在扶手椅上，并戴上头部近红外定位光球，通过近红外发射与逡逑摄像头装置识别光球的空间位置，并与导航系统通讯。将头部３Ｄ模型和受试者逡逑鼻根、鼻尖、左右耳屏四个位置作为配准点完成受试者头部注册，，如图３－２所示，逡逑查看受试者头部多个任意位置点的注册误差，小于３ｍｍ为可接受范围内。随后，逡逑同时显示ＭＲＩ图像、跟踪到的定位点和ＴＭＳ线圈位置，使之转换为ＭＲＩ指导逡逑１４逡逑

流程图,流程图,模型,肌电

将电极导线与电极相连，其另一端与肌电放大器相连。逡逑ＴＭＳ刺激线圈与头皮相切，线圈中心沿线圈长轴与大脑纵列呈０＝４５°夹角，逡逑如图３－３所示。依据核磁影像设置刺激阵列，寻找以最小ＴＭＳ输出时，１０次逡逑ＴＭＳ刺激能产生５次肌电ＭＥＰ幅值大于等于５０ｕＶ的皮层位置点，此时的ＴＭＳ逡逑输出强度为该受试者的ＲＭＴ，该皮层位置点为手初级运动皮层。逡逑１５逡逑
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R338

【参考文献】