基于四脉冲刺激的运动皮层双向可塑性

研究目的：

本研究探讨了通过经颅磁四脉冲刺激（QPS）对下顶叶（IPL）进行刺激，是否可以诱导对运动皮层（M1）兴奋性的长期影响。另外，在本研究中还调查了这些影响是双向（兴奋和抑制）的还是单向的，以及这些影响是否对脉冲时间间隔（ISI）/刺激部位有依赖性。

研究方法：

被试：

28例健康志愿者（男性18例，女性10例）。

肌电记录：

选择右手第一骨间背侧（FDI）的表面放置电极，并记录肌电图。

选取M1：

QPS的刺激方式分为三种：ISI=5ms（QPS-5）；ISI=50ms（QPS-50）；假刺激。刺激频率为0.2Hz，刺激时间为30min，如图1。

图1  实验流程

QPS刺激持续30min。Baseline=QPS刺激之前的运动诱发电位，PRE=Baseline测试结束15min后的运动诱发电位，Post-0=QPS刺激结束0min的运动诱发电位，Post-30=QPS刺激结束30min的运动诱发电位，Post-60=QPS刺激结束60min的运动诱发电位。

实验计算每个时间点的运动诱发电位的振幅相对于基线的比率[（每个时间点的MEP振幅-基线MEP振幅）/基线MEP振幅*100]。

刺激区域选取：

共选取了四个部位：左侧边上回（SMG），左侧角回（AG），运动皮层（M1），对照大脑部位（S1），其中M1，S1的位置如图2A所示。SMG与AG的位置如图2B所示。

图2 

M1兴奋性测试：

在FDI记录到的运动诱发电位（MEP）振幅通过对10个MEP峰峰振幅求平均值而确定。

研究结果：

图3的A、E、I、M显示了当刺激对象为M1、S1、SMG、AG时的各时间节点的原始MEP数据；B-D、F-H、J-L、F-H分别显示了各QPS条件诱发的MEP平均比率。

图3

对于M1，刺激条件和时间具有显著主效应和互作效应，如图3B-D。

对于S1，无显著作用，如图3F-H。

对于SMG，刺激条件和时间具有显著主效应和相互作用，如图3J-L。

对于AG：刺激条件和时间互作效应不显著，如图3N-P。

研究结论：

在SMG处进行QPS刺激，无论ISI=5ms还是50ms，都抑制了M1的兴奋性；而在AG处进行QPS刺激，ISI=5ms时，增强了M1的兴奋性。本研究表明，应用于IPL的QPS刺激会使M1的兴奋性产生持久变化，即使在相同的刺激条件下，其结果也取决于IPL的刺激部位。大脑内存在IPL连接到M1的功能可区分的网络，通过对这些网络的调控，应该有可能通过与IPL的连接而无创地在M1中诱导功能可塑性。

 参考文献：

B, F. K. A. , A, E. S. , B, M. O. A. , & C, T. N. . (2020). Region-dependent bidirectional plasticity in m1 following quadripulse transcranial magnetic stimulation in the inferior parietal cortex. Brain Stimulation, 13( 2), 310-317.