经颅磁刺激对帕金森病临床症状的缓解作用及其神经机制

发布时间：2020-05-30 18:46

【摘要】：研究背景帕金森病(Parkinson~’s disease,PD)是一种神经系统的退行性疾病,典型的临床症状包括静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势步态异常,也伴有睡眠障碍、嗅觉障碍和认知障碍等非运动症状。左旋多巴对早期的PD患者疗效显著,但随着病情进展疗效逐渐降低。脑深部电刺激虽然也是PD患者的有效治疗手段之一,但因其有创性和手术风险而应用受限。重复经颅磁刺激(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation,r TMS)是一项绿色安全、无创无痛的神经调控技术,可以通过调节刺激部位的神经元活动而达到治疗的效果。近年来,关于rTMS治疗PD的研究众多,但因刺激模式、刺激靶点不同,具体的治疗效果及可能的神经机制并不明了。神经影像学技术的发展,为我们深入的探讨PD的发病机制提供了新的技术手段,基于体素的形态学分析(voxel-based morphometry,VBM)以及基于静息态功能磁共振(resting state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-fMRI)数据的全脑功能连接强度(Functional Connectivity Strength,FCS)分析,有助于深入了解PD的脑结构和功能变化,并探究干预治疗的可能的机制。研究目的本研究通过优化刺激参数,用于PD的治疗;结合磁共振技术,观察rTMS对PD的干预疗效,并探究可能的神经机制。(1)研究一:既往研究发现,不同的刺激模式可能产生不同的治疗效果,本研究通过比较不同刺激模式的rTMS的疗效,进行参数优化,并应用于PD的治疗。(2)研究二:在研究一的基础上,采用优化的刺激模式干预PD患者,观察其对运动症状和认知功能的影响,并结合磁共振技术,探讨可能的神经机制。研究方法(1)研究一:分别采用5Hz、25Hz的rTMS、间歇性的θ爆发式磁刺激(intermittent theta burst stimulation,iTBS)以及假刺激模式刺激正常被试的辅助运动区,通过比较信号终止任务(Stop Signal Test,SST)的指标反应抑制时间(Stop Signal Reaction Time,SSRT)来观察各刺激模式的干预效果,进而筛选出优化的刺激模式。(2)研究二:在研究一的基础上,基于导航引导系统,结合磁共振技术,采用优化的刺激模式刺激PD患者的左侧辅助运动区。分为两部分,实验一观察真假rTMS对PD患者运动症状和认知功能的影响;实验二探讨rTMS治疗PD的潜在神经机制。研究结果(1)研究一:虽然被试在四种刺激模式刺激前的SSRT之间的差异无明显的统计学意义,但在刺激后iTBS刺激模式组的SSRT明显缩短,与假刺激模式之间存在显著的统计学差异,干预效果显著。(2)研究二:经rTMS治疗,实验一的结果发现,真刺激组PD患者的帕金森病统一评定量表(Unified Parkinson's Disease Rating Scale,UPDRS)运动功能部分显著降低。实验二结果发现,真假刺激组患者的灰质密度在双侧丘脑、左侧颞上回、左侧岛叶和左侧辅助运动区存在显著差异。功能连接强度分析发现真假刺激组患者的岛叶、缘上回、顶下小叶、辅助运动区、运动前区及梭状回的改变存在显著差异。相关分析显示,左侧丘脑灰质密度的增加与患者症状的改善呈显著正相关,左侧颞上回和辅助运动区灰质密度的降低与患者症状的改善呈显著正相关。岛叶、缘上回、辅助运动区、运动前区功能连接度的降低程度与患者运动症状的改善呈显著负相关,梭状回功能连接度的升高程度与患者运动症状的改善呈显著正相关。研究结论(1)研究一:TBS的刺激模式具有良好的干预效果,可以用于PD及多种疾病的的治疗。(2)研究二:TBS刺激左侧辅助运动区可以有效地改善PD患者的临床症状,其可能的神经机制可能与改变左侧丘脑、左侧辅助运动区的灰质密度及辅助运动区、岛叶、梭状回等脑区的功能连接有关。
【图文】：

示意图,常规,示意图,刺激模式

的新的专业术语。它将原来的单脉冲演变成了多脉冲以及爆发式脉冲，并且增加了丛内频率、丛内脉冲数以及丛间频率等参数。其特征[30]为每丛有三个脉冲，一般丛内频率为 50Hz，丛间频率为 5Hz。其中，每一丛就相当于传统的 rTMS模式的一个脉冲，多个丛刺激组合在一起相当于传统的 rTMS 的一个刺激串，见图 1。TBS 是一种混合的刺激模式，主要分为持续性和间歇性两种。当用两种刺激模式刺激健康受试者的初级运动区时，，通过其产生的长时程抑制和长时程增强作用表明，持续性 θ 爆发式磁刺激（continuous TBS，cTBS）的作用与低频 TMS相同，但可以更快速的引起神经功能的抑制；间歇性 θ 爆发式磁刺激（intermittentTBS，TBS）的作用则与高频 TMS 相同，主要引起神经功能的兴奋[26,31,32]。TBS相对于传统的 rTMS 而言，是一种优化的刺激模式，具有刺激强度低、刺激时间短以及刺激效果好等特点。因此，越来越多的应用在各种研究和治疗中。

实验范式,反应抑制,箭头

安徽医科大学博士学位论文红色箭头时与白色箭头的间隔时间为 250 毫秒，此后根据被试反应的正确与否逐级加减 50 毫秒。E-prime 软件记录被试每次按键的反应时、正确情况、白色箭头转变为红色箭头的延迟时间，便于后续计算出代表反应抑制能力的核心指标，也就是反应抑制时间（Stop Signal Reaction Time，SSRT）。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R742.5

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