CTSI

针对性深部脑刺激运动丘脑可改善脑损伤后的言语和吞咽运动功能

脑损伤后的运动功能 Erinn M. Grigsby 1,2,& , Lilly W. Tang 1,3,& , Arianna Damiani 1,4 , Jonathan C. Ho 1,3 , Isabella M. Montanaro 1,4 , Sirisha Nouduri 1,3 , Sara Trant 5 , Theodora Constantine 6 , Gregory M.亚当斯 6 、凯文·弗兰泽斯 2 、布拉德福德·Z·马洪 7,8 、朱莉·A·菲兹 9,10,11,12 、唐纳德·J·克拉蒙德 6 、凯拉·L·斯蒂潘西奇 13 、豪尔赫·A·冈萨雷斯·马丁内斯 6,10,12,14,+ 、埃尔维拉·皮隆迪尼 1,2,4,12,15,+, * 1. 康复匹兹堡大学神经工程实验室，3520 Fifth Avenue，Suite 300，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15213 2. 匹兹堡大学物理医学与康复系，3471 Fifth Avenue，Suite 910，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15213 3. 匹兹堡大学医学院，3550 Terrace St，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15213 4. 匹兹堡大学生物工程系，151 Benedum Hall，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15261 5. 匹兹堡大学耳鼻喉科系，宾夕法尼亚州，美国，15213 6. 匹兹堡大学医学中心神经外科系，200 Lothrop Street，Suite b-400，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15213 7. 卡内基梅隆大学心理学系，5000 Forbes Avenue，匹兹堡，宾夕法尼亚州，15213 8. 卡内基梅隆大学神经科学研究所，5000 Forbes Avenue，匹兹堡，宾夕法尼亚州，15213 9. 匹兹堡大学交流科学与障碍系，宾夕法尼亚州，美国，15213 10. 匹兹堡大学神经科学系，宾夕法尼亚州，美国，15213 11. 匹兹堡大学心理学系，宾夕法尼亚州，美国，1521 12. 认知神经基础中心，4400 Fifth Avenue，Suite 115，匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国，15213 13. 布法罗大学交流障碍与科学系，122卡里大厅，南校区，纽约州布法罗，美国 14214 14. 匹兹堡大学神经生物学系，200 Lothrop Street，房间 E1440，宾夕法尼亚州匹兹堡，美国，15213 15. 匹兹堡大学临床和转化科学研究所 (CTSI)，宾夕法尼亚州匹兹堡，美国 15213 & 这些作者贡献相同 + 共同资深作者 * 通讯作者，elvirap@pitt.edu 摘要 说话和吞咽是复杂的运动行为，依赖于来自运动皮层区域输入神经信号的完整性来控制头部和颈部的肌肉。这些神经通路的损伤会导致关键肌肉无力，从而引起构音障碍和吞咽困难，从而造成严重的社会孤立和吸入和窒息的风险。我们在此展示了运动丘脑的深部脑刺激 (DBS) 改善了两名患有构音障碍和吞咽困难的参与者的言语和吞咽功能。首先，我们证明了 DBS 增加了面部运动皮层的兴奋，增强了运动诱发电位，以及 n=10 名神经通路完整的志愿者的口面发音器官的运动范围和速度。然后，我们证明这种增强作用可立即改善因脑损伤而导致中度吞咽困难和严重构音障碍的患者的吞咽功能。在这个受试者和另一个患有轻度构音障碍的受试者中，我们证明DBS可立即改善呼吸、发声、共振和发音控制障碍，从而使言语清晰度在临床上得到显著改善。我们的数据首次提供了人体证据，证明DBS可用于治疗脑损伤患者的吞咽困难和构音障碍。自然清晰的言语需要控制四个子系统：呼吸、发声、共振和发音；同样，吞咽涉及口腔、咽、喉和食道的顺序协调运动，以安全有效地将物质摄入胃中。这些系统的精确和协调激活取决于皮质脊髓束 (CST) 和皮质延髓束 (CBT) 的完整性，皮质脊髓束支配位于胸部、颈部和肩部的呼吸肌，而皮质延髓束则为喉部、腭部、舌部和面部肌肉提供双侧神经支配 1 。由于中风、脑外伤 (TBI)、脑肿瘤或神经退行性疾病而导致的任何一条束中断的皮质下病变会导致面部和口咽肌肉的意志控制无力和缺陷。这可能会导致各种不良的听觉感知语音特征，例如声音中断和质量受损、语音强度降低或声音产生不精确。这些损伤中的任何一种单独或组合都可能会导致面部和口咽肌肉的意志控制能力减弱和缺陷。这可能会导致各种不良的听觉感知语音特征，例如声音中断和质量受损、语音强度降低或声音产生不精确。这些障碍中的任何一种单独或组合都可能会导致面部和口咽肌肉的意志控制能力减弱和缺陷。这可能会导致各种不良的听觉感知语音特征，例如声音中断和质量受损、语音强度降低或声音产生不精确。这些障碍中的任何一种单独或组合都可能