基于功能性近红外光谱技术的吞咽相关任务大脑皮质功能偏侧化研究

摘要 目的：采用功能性近红外光谱技术（fNIRS）研究吞咽相关任务时大脑皮质激活及偏侧化情况。 方法：纳入22名健康成年被试,在fNIRS采集过程中执行咀嚼及舌尖滑动任务,对任务激活脑区进行分析,并计算不同脑区的偏侧化指数。 结果：在执行咀嚼任务时,左侧初级运动皮层（primary motor cortex,PMC）、左侧初级躯体感觉皮层（primary somatosensory cortex, PSC）、左侧运动前区/运动辅助区（pre-motor and supplementary motor cortex,pSMC）、左侧缘上回（supramarginal gyrus, SMG）,右侧背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC）、右侧额叶眼动区（frontal eye fields, FEF）、右侧颞上回（superior temporal gyrus,STG）及颞中回（middle temporal gyrus,MTG）、右侧额极区（frontopolar area, FPA）及右侧额下回三角区（pars triangularis, PTG）脑区明显激活。舌尖滑动任务则表现为双侧PMC、双侧PSC、双侧pSMC及左侧SMG脑区明显激活。同时在全脑及PMC、pSMC、PSC等脑区的激活呈现偏侧化模式。咀嚼任务主要表现为局部脑区的左侧偏侧化激活,舌尖滑动任务表现为局部脑区的右侧偏侧化激活。全脑左右半球间的偏侧化变异性较大,且与利手无关。 结论：fNIRS可应用于吞咽相关的脑功能研究。PMC、pSMC、PSC、SMG、STG、MTG、PTG等脑区与吞咽特定过程的神经调控有关,并表现为偏侧化激活模式,并且随着吞咽活动的进行,相关脑区的激活可能存在从左侧逐渐向右侧偏侧化的转变。     

康复治疗对脑卒中后脑网络运动功能重塑的磁共振研究进展

随着脑卒中后运动功能障碍研究的不断深入,功能磁共振成像(fMRI)受到广泛关注.脑卒中后皮质下病灶影响附近或远端相关脑区,导致运动功能障碍.镜像神经元疗法、重复性经颅磁、经颅电刺激可通过无创方式激活大脑皮质相关区域,恢复大脑半球之间的平衡,对全脑网络环路有调节作用,但经颅电刺激缺乏A级证据.针灸虽能广泛调节全脑功能网络...     

运动皮质的功能分离与功能整合的功能磁共振研究进展

运动皮质由多个皮质区域相互连接而组成[1],包括:初级运动皮质(primary motor cortex,M1,Brodmann 4),位于中央前回;前运动区(premotor area,PM,Brodmann 6),位于大脑外侧面中央前回;辅助运动区(supplementary motor area,SMA,Brodmann 6),位于中央前回大脑内侧面;扣带运动区(cingulated motor areas,CMA,Brodmann 24)。上述与运动相关的皮质区域在运动功能的实现中扮演不同的角色,以网络连接的形式发挥作用。     

持续短阵脉冲刺激对脑卒中偏瘫患者静息态脑功能连接模式的影响

目的：采用功能性近红外光谱技术（functional near-infrared spectroscopy,fNIRS）和神经电生理指标观察单回合持续短阵脉冲刺激（continuous theta burst stimulation,cTBS）对脑卒中偏瘫患者静息态脑功能连接模式的影响。方法：选取脑卒中后偏瘫患者12例,采用自身交叉对照设计,在健侧M1区随机交替进行单回合c TBS经颅磁刺激干预和假刺激干预,两种干预方式间隔1周。每次干预前后采集健侧和患侧的运动诱发电位（motor evoked potential,MEP）和fNIRS静息态数据。选择双侧背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC）、初级运动皮质（primary motor cortex,M1）、辅助运动皮质（pre-motor and supplementary motor cortex,SMA）、初级躯体感觉皮质（primary somatosensory cortex,S1）、体感联合皮质（somatosensory association cortex,SAC）作为感...     

健康成年人手部主动及被动运动时大脑功能区的功能性磁共振成像研究

目的 利用血氧水平依赖性功能性磁共振成像技术探讨健康成年人手部主动、被动对掌运动时的脑激活区的特点,为运动疗法治疗脑卒中提供理论依据.方法 9名健康成年人参加实验.以右手主动及被动对掌运动作为刺激模式,采用区块设计,利用SPM5软件进行数据处理.测量位于对侧感觉运动区及运动前区的脑激活区的中点,并统计各脑区出现激活的频数.结果 主动及被动手对掌运动时主要激活的脑区包括:对侧感觉运动皮质(SMC)区、对侧运动前皮质(PMC)区、双侧辅助运动区(SMA)及同侧小脑,其中对侧SMC区的激活频率最高;被动运动时所激活的对侧SMC和PMC区的几何中心较主动运动时偏后.结论 主动和被动对掌运动均可引起运动相关脑区激活,两种运动模式所激活脑区在分布上无明显差别,但被动运动所激活的对侧SMC和PMC区几何中心较主动运动偏后.

Abstract：

Objective To assess differences in brain activation between active and passive movement of the right hand using blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD-fMRI). Methods Nine healthy adult right handed volunteers were studied. fMRI was performed with active and passive finger-to-finger movement. Results Right hand active and passive movement produced significant activation in the contralateral sensorimotor cortex ( SMC ), the contralateral premotor cortex ( PMC ), bilaterally in the supplementary motor area (SMA) and in the ipsilateral cerebellum. The activated brain areas were centered on the contralateral SMC and PMC and located more forward during active movement than during passive movement. The contralateral SMC was the most strongly and the most frequently activated brain area. The contralateral posterior parietal cortex (PPC) was less relevant to the hand movements. Unlike active movement, passivemovement activated more areas in the posterior central gyrus than in the anterior central gyrus. Conclusions Both active and passive movement significantly activate the brain areas which are responsible for hand movement, but there are some differences in the locations of the cortex areas activated and in the incidence activation except in the contralateral SMC.     

脑卒中后手运动相关脑区正负网络连接的变化:一项静息态fMRI的研究

目的 探讨皮质下脑卒中后手运动相关脑区正负网络连接的变化及与运动功能障碍的关系.材料与方法 对18例单侧皮层下脑卒中患者和18名性别、年龄完全匹配的健康志愿者分别进行静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)检查.以左侧初级运动皮质(primary motor cortex,M1,对应病灶侧)内与手运动功能相关的区域为感兴趣区,基于体素水平的全脑功能连接方法 分析手运动相关的正网络和负网络;进一步基于感兴趣区水平的功能连接方法 分析正负网络内和网络间功能连接的变化;最后,将卒中患者异常的功能连接指标与上肢运动功能评分进行相关性分析.结果 卒中组与病灶侧M1功能连接显著大于对照组的脑区均在负网络内;而显著小于对照组的脑区均在正网络内;卒中组正负网络内和网络间的功能连接强度均显著降低;且病灶侧M1与负网络内同侧额中回的功能连接系数与上肢运动功能评分呈负相关(r=-0.735,P<0.01).结论 脑卒中后与手运动相关脑区的正负网络连接强度均下降.尤其是卒中组大于对照组的功能连接可能并非意味相关脑区的"功能代偿",而是反映了手运动相关脑区之间的负性功能连接降低,这将更有利于深入理解脑卒中神经作用机制并为康复干预提供参考价值.     

缺血性脑卒中患者患手主动运动及被动运动时的功能性磁共振研究

目的观察缺血性脑卒中患者患手执行主动及被动运动时的脑激活模式,探讨主动运动和被动运动治疗脑卒中后手功能障碍的中枢机制。 方法对5例左侧大脑皮质下脑卒中患者患手执行主动及被动抓握-释放动作,执行动作期间采用血氧水平依赖性功能性磁共振（BOLD-fMRI）进行脑扫描,利用SPM5软件对上述患者试验数据进行分析,使用XJVIEW toolbox 8.11版软件得出入选患者在上述两种运动状态下的脑激活区分布图,并对其在不同运动状态下的脑激活模式特点进行分析比较。 结果入选患者患手在执行主动运动时其脑激活部位主要位于对侧感觉运动区(SMC)、运动前区(PMC)、双侧小脑及双侧辅助运动区(SMA),另外同侧SMC及PMC区也有轻度激活;激活脑区主要位于对侧大脑及小脑半球。患手执行被动运动时的脑激活部位主要位于双侧SMC、PMC区、双侧小脑、SMA区;激活脑区平均分布于两侧大脑及小脑半球。与患手主动运动比较,患手被动运动时的脑区激活范围较广泛,激活强度也较高。 结论患手执行主动运动和被动运动均可激活脑卒中患者运动相关脑区,提示对脑卒中患者进行主动运动及被动运动均可促进其脑功能重组。     

硬膜外植入式皮质刺激脑卒中患者提高神经网络功能

背景：硬膜外植入式皮质刺激兼顾了经颅磁刺激、经颅直流电刺激、硬膜下皮质刺激和深部脑刺激的优点,可显著改善脑卒中后的肢体运动与语言功能。 目的：综述近年来有关硬膜外植入式皮质刺激在脑卒中康复中的研究及其临床应用。 方法：由第一作者应用计算机检索1995年1月至2014年4月PubMed数据库及中国期刊全文数据库文献,检索关键词为“cortical stimulation,extradural motor cortex stimulation,extradural cortical implants,extraduralcorticalstimulation,stroke,rehabilitation;皮质刺激,硬膜外电刺激,硬膜外皮质植入,硬膜外皮质刺激,脑卒中,康复”。纳入有关硬膜外植入式皮质刺激在脑卒中后运动与言语障碍中应用的文章。结果与结论：硬膜外皮质刺激是植入式皮质刺激,其优势是侵入性小、高度精确性和经硬膜与大脑密切接触,对缺乏有效治疗的脑卒中慢性期运动和语言障碍患者来说,这有可能是一种新的治疗方法。硬膜外皮质刺激通过促进神经可塑性、促进病灶周围结构与功能改变、提高神经网络功能、促进大脑半球间功能平衡及增加感觉输入来改善脑卒中后的肢体运动功能与语言功能。     

脑卒中后大脑皮质功能重组康复模型的研究进展

脑卒中后运动损伤和康复的理论机制是预测脑卒中后损伤恢复和指导康复方案制定的基础。中枢神经可塑性是脑损伤后运动康复的重要理论基础, 即脑卒中后大脑通过不断建立新的神经连接和神经网络来实现皮质功能重组, 对功能损伤进行修复或代偿, 重建自主运动。代偿模型和竞争模型是脑卒中后大脑皮质功能重组的两个经典康复模型, 近年来也有学者提出了将两者相结合的双模平衡康复理论。本文综述了脑卒中后大脑皮质功能重组的康复理论模型的研究进展, 旨在为脑卒中后个体化康复方案的制定与效果预测提供依据。     

皮质脊髓束与脑卒中患者运动功能预后的相关研究进展

皮质脊髓束(CST)是重要的随意运动传导通路。CST损伤影响脑卒中患者运动功能,尤其是上肢运动功能恢复,并与患者长期运动功能预后相关。CST在脑卒中后可发生皮质水平和皮质下重塑,从而促进运动功能恢复。CST重塑机制复杂,需要进一步研究。     

脑卒中患者大幅度运动状态下的大脑网络拓扑属性研究

目的:分析有利于表征运动功能强弱的网络参数,为客观评价脑卒中患者的运动功能恢复提供参考。方法:应用fNIRS采集7例右脑卒中患者在指鼻运动过程中的大脑血红蛋白信息,然后进行功能网络建立,分析患者随着运动功能的恢复网络拓扑属性的变化规律。结果:(1)脑功能网络的连接数在患病40天左右呈下降趋势,之后呈上升趋势;(2)主运动皮质(M1)的连接数在患病初期明显减少,后期相应的聚类系数变大;(3)前期SMA、PMC等局部区域聚类系数随患病天数逐渐增大,转折点之后又逐渐减小。结论:(1)脑功能网络参数有先减小后增大的趋势,转折点一般在40天左右,很可能与介入治疗及展开康复训练的时间有关;(2)脑功能区域尤其是M1区域的网络参数更有利于表征运动功能的强弱;(3)SMA、PMC等区域在患病初期可能承担着代偿作用,后期代偿逐渐减弱。结合全局网络参数和局部参数的相对变化,有利于为客观评估运动能力提供参考依据。     

大脑皮质线粒体功能障碍在猪复苏后急性脑损伤中的作用

目的:探讨大脑皮质线粒体功能障碍是否参与猪心肺复苏后急性脑损伤的机制。方法:建立室颤8min的猪心肺复苏模型。26头猪随机分为假手术组(n=6)、复苏后12h组(n=10)和复苏后24h组(n=10),自主循环恢复(ROSC)后,采用差速离心法提取大脑皮质神经细胞的线粒体,采用流式细胞仪检测大脑皮层线粒体膜电位(MMP),通过线粒体光散射检测线粒体通透性转运孔(MPTP)的开放。结果:复苏后12、24h组猪脑功能发生了严重的损伤,表现为电镜下脑细胞超微结构的严重破坏和神经功能缺损评分的显著增加;复苏后12、24h组猪大脑额叶皮质神经细胞MMP显著低于假手术组(P0.01);与假手术组比较,复苏后12、24h组猪大脑额叶皮质神经细胞MPTP的开放显著增加,线粒体光密度也出现显著的降低,提示线粒体出现明显肿胀和损伤。结论:大脑皮质线粒体功能障碍可能参与了复苏后急性脑组织损伤的过程。     

执行功能对脑卒中后运动恢复的影响及其机制研究进展

执行功能是大脑的高级认知功能之一,脑卒中患者执行功能障碍的发生率较高。执行功能障碍是影响脑卒中后运动功能恢复的重要因素之一,可能涉及运动学习、姿势控制等。执行功能训练可以促进脑卒中患者运动功能的恢复,其机制与涉及多个脑区的脑功能网络有关。     

针康法促进脑卒中后下肢运动功能重建的功能性近红外光谱研究北大核心CSCD

目的采用功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)研究针康法促进脑卒中患者下肢运动功能重建的脑皮质激活模式的变化。方法2020年12月至2021年7月,黑龙江中医药大学附属第二医院24例脑卒中下肢运动功能障碍患者随机分为康复组(n=12)和针康组(n=12),分别进行4周的常规康复训练和针康法干预。对照组纳入10例年龄等基线信息与脑卒中患者无显著性差异的健康受试者。干预前、后分别用Fugl-Meyer评定量表下肢部分(FMA-LE)评估患者的下肢运动功能,并对受试者进行fNIRS检查。基于氧合血红蛋白(HbO2)计算脑皮质辅助运动区(SMA)、运动前皮质(PMC)及初级感觉运动皮质(SMC)的功能强度变化及偏侧化指数(LI)。结果干预前,康复组和针康组FMA-LE评分无显著性差异(P>0.05);干预4周后,两组FMA-LE评分均显著提高(t>3.770,P<0.001),针康组高于康复组(t=2.252,P<0.05)。干预前,对照组平均功能连接强度高于康复组和针康组(P<0.05),后两组皮质运动相关区域功能连接强度无显著性差异(t=0.458,P>0.05);干预后,康复组和针康组平均功能连接强度均提高(t>2.178,P<0.05),其中针康组患侧PMC功能连接强度增强(P<0.05),针康组SMC区LI提高(P<0.05);针康组FMA-LE评分变化量与患侧PMC功能连接强度的变化量呈正相关(r=0.579,P<0.05)。结论针康法可明显改善脑卒中患者下肢运动功能与SMC的非对称性激活。下肢运动功能恢复可能与患侧PMC的激活增强有关。     

运动准备和运动执行活动空间分布的功能磁共振成像研究

目的:利用功能磁共振成像技术(fMRI),研究大脑皮质运动系统运动准备和执行活动的空间分布。方法:采用组块设计,分别对受试者执行实际运动和想象运动时的脑活动进行fMRI扫描,并运用多重回归分析和一般线性检验相结合的方法对运动准备和执行成分的空间分布进行分析。结果:大脑皮质运动系统各运动相关区均不是单一功能区,而是同时参与运动准备和执行两种成分;这两种成分各脑区的分布也不是均一的或者杂乱无章的,而是呈特征性梯度分布:其中辅助运动区(SMA)和运动前区(PMC)自前至后、后顶叶皮质(PPC)自后至前,其参与运动准备的程度越来越低,参与运动执行的程度越来越高。结论:组成大脑皮质运动系统的各随意运动脑区都不是孤立的功能单元,而是一个个同时包含运动执行和准备成分、并具有一定层次的功能子系统;大脑皮质运动系统实际上就是由这些功能上紧密相连的并行加工的子系统组成。     

直流电刺激治疗慢性卒中后失语

<正>脑卒中后失语症的恢复是未受损大脑通过适应重组弥补功能丧失的动态过程。非侵入性脑刺激已被应用于急性脑卒中(AS)患者的运动功能恢复。本研究评估直流电刺激(DCS)对慢性卒中后失语患者的治疗作用。受试者为14名卒中发生至少6月以上并伴有失语的患者。所有患者接受3组20分钟的治疗。包括:a)阳极电刺激额叶背外侧皮质(DPFC;A-tDCS),b)阴极电刺激额叶背外侧皮质(DPFC;C-tDCS),c)假性电刺激(S-tDCS)。主要观察指标包括图片命名,音标流利及复述测试。直流电刺激治疗间     

右侧正中神经电刺激促醒疗法对健康人脑功能影响的fMRI研究

目的 探讨右侧正中神经电刺激（RMNS）促醒疗法对健康人脑功能的影响。 方法 选取28例健康志愿者作为受试者，将RMNS促醒治疗模式作为任务刺激，采用Block实验设计，给予受试者30 s刺激-30 s休息共重复6次，并同步采用大脑功能磁共振成像(fMRI)技术进行成像扫描。使用SPM 12软件进行统计处理时将同一受试者刺激状态与静息状态的脑功能成像互为对照，分析其脑区激活情况。 结果 fMRI检查显示，RMNS促醒治疗模式下健康人脑正激活区主要集中在左侧初级运动皮质(M1)、皮质运动前区(PMC)，双侧初级体感皮质(S1）、双侧次级体感皮质(S2)及左侧岛叶。与静息态相比，RMNS促醒刺激模式下上述激活脑区BOLD信号强度变化较大，T>5.84，P<0.05（FWE校正）。 结论 右侧正中神经电刺激促醒治疗能通过激活右手运动及感觉功能相关脑区，兴奋局部大脑皮质，产生一定促醒效应。     

皮质下脑卒中对运动想象有关脑区功能连接的影响

目的:本研究拟运用静息态功能磁共振成像探讨皮质下脑卒中患者运动想象有关脑区功能连接状况。方法:对24例病灶位于左侧运动通路的皮质下脑卒中患者和年龄、性别相匹配的24例正常对照进行静息态脑功能磁共振成像扫描,以病变侧(左侧)顶下小叶为种子点,计算它与其他脑区的功能连接,利用双样本t检验对比分析两组受试者静息态功能连接差异。结果:与正常对照比较,脑卒中组的运动想象相关脑区之间功能连接发生显著变化。脑卒中组病变侧顶下小叶与病变对侧脑功能连接显著下降,涉及的脑区(顶下小叶、辅助运动皮质、运动前区、额下回岛盖部和枕中回)多于病变同侧(辅助运动皮质和运动前区);顶下小叶与病变同侧的额下回岛盖部和双侧小脑外侧部的功能连接显著增加。结论:静息态磁共振成像功能连接分析成功显示皮质下脑卒中导致运动想象相关脑区功能连接受损的客观存在。     

脑梗死患者脑功能重组的功能性磁共振成像研究

目的利用血氧水平依赖功能性磁共振成像（fMRI）技术研究恢复期脑梗死患者运动相关皮质的激活代偿情况,探讨脑梗死后脑功能重组的规律。 方法选取16例初发单侧放射冠和/或基底核区脑梗死患者作为研究对象,其中男12例,女4例;年龄37～80岁,平均（61.0±11.3）岁;病程1～3月,平均 1.7个月。每位患者依次进行患侧、健侧腕关节被动屈伸运动,同时对患者进行fMRI检查。所得数据采用SPM2软件包进行离线后处理,比较所有患者健侧及患侧腕关节被动运动时大脑皮质激活情况。 结果脑梗死患者患侧腕关节被动运动时较健侧运动时激活大脑皮质区域更多、范围更广,其中患侧腕关节被动运动时激活脑区特点如下：①主要运动皮质区（M1）激活缺失,仅4例出现对侧M1区激活,有5例出现同侧M1区激活;②非主要运动区明显激活,包括运动前区（PMC）、补充运动区（SMA）、扣带回运动区(CMA)、顶下小叶(IPL)、前额叶皮质(PFC)及小脑（CRB）等,并呈现双侧激活现象。健侧腕关节被动运动时主要激活对侧第一运动区（M1）、第一感觉区（S1）以及同侧CRB,有少数出现PMC、SMA、CMA及IPL激活,但均以对侧脑区激活为主。 结论脑梗死后大脑皮质功能发生代偿性改变,包括主要运动区激活缺失,非主要运动区激活增加,并且运动区发生移位,有向周围扩展的趋势,另外还可见非运动区激活。     

运动准备和运动执行活动空间分布的功能磁共振成像研究

目的：利用功能磁共振成像技术(fMRI)，研究大脑皮质运动系统运动准备和执行活动的空间分布。方法：采用组块设计，分别对受试者执行实际运动和想象运动时的脑活动进行fMRI扫描，并运用多重回归分析和一般线性检验相结合的方法对运动准备和执行成分的空间分布进行分析。结果：大脑皮质运动系统各运动相关区均不是单一功能区，而是同时参与运动准备和执行两种成分；这两种成分各脑区的分布也不是均一的或者杂乱无章的，而是呈特征性梯度分布：其中辅助运动区(SMA)和运动前区(PMC)自前至后、后顶叶皮质(PPC)自后至前，其参与运动准备的程度越来越低，参与运动执行的程度越来越高。结论：组成大脑皮质运动系统的各随意运动脑区都不是孤立的功能单元，而是一个个同时包含运动执行和准备成分、并具有一定层次的功能子系统；大脑皮质运动系统实际上就是由这些功能上紧密相连的并行加工的子系统组成。