大脑亚慢振荡 (ISO) 是内源性 (E;0.005–0.02 Hz)、神经源性 (N;0.02–0.04 Hz) 和肌源性 (M;0.04–0.2 Hz) 频带中血管运动的来源。在本研究中,我们同时测量 22 名健康参与者静息状态下前额的 2 通道宽带近红外光谱和 EEG,量化了前额氧合血红蛋白 (Δ[HbO]) 和氧化还原态细胞色素 c 氧化酶 (Δ[CCO]) 浓度的变化作为血流动力学和代谢活动指标,量化了脑电图 (EEG) 功率作为电生理活动。预处理后,使用广义部分定向相干性分析多模态信号,在每个 E/N/M 频带中构建三个神经生理指标(简化符号为 HbO、CCO 和 EEG)之间的单侧神经生理网络。这些网络中的链接代表神经血管、神经代谢和代谢血管耦合(NVC、NMC 和 MVC)。结果表明,神经活动和代谢(EEG 和 CCO)对氧气的需求驱动了静息前额叶皮质所有 E/N/M 波段的血流动力学供应(HbO)。此外,为了研究颅内光生物调节 (tPBM) 的影响,我们进行了一项假对照研究,向同一参与者的左、右前额叶皮质发射 800 纳米激光束。在执行相同的数据处理和统计分析后,我们获得了新颖而重要的发现:在前额皮质两侧传递的 tPBM 触发了三个神经生理实体(即 HbO、CCO 和 EEG 频率特定功率)之间的定向网络耦合的改变或逆转在 E 和 N 波段的生理网络中,表明在 tPBM 后时期,代谢和血流动力学供应都会驱动 PFC 定向网络耦合中的电生理活动。总体而言,这项研究表明,tPBM 有助于显着调节神经生理网络在电生理、代谢和血流动力学活动中的方向性。
1 卡尔·冯·奥西茨基大学医学与健康科学学院神经病学系,26129 奥尔登堡,德国;julius.kricheldorff@uni-oldenburg.de (JK);karsten.witt@uni-oldenburg.de (KW) 2 波恩大学医院精神病学和心理治疗系医学心理学分部,53127 波恩,德国;katie.goke@mail.utoronto.ca (KG);m.kiebs@ukbonn.de (MK) 3 多伦多大学医学科学研究所,加拿大安大略省多伦多 M5S 3G8 4 卡尔·冯·奥西茨基大学实验心理学实验室,26129 奥尔登堡,德国;florian.kasten@uni-oldenburg.de (FHK); christoph.herrmann@uni-oldenburg.de (CSH) 5 卡尔·冯·奥西茨基大学神经感觉科学研究中心,26129 奥尔登堡,德国 6 卡尔·冯·奥西茨基大学精神病学和心理治疗系,26129 奥尔登堡,德国 * 通讯地址:rene.hurlemann@uni-oldenburg.de;电话:+49-441-9615-1501 † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
摘要简介:本研究旨在评估基于光生物调节 (PBM) 的颅脑红外激光刺激 (TILS) 对创伤性脑损伤 (TBI) 患者进行的安全性和可能的治疗效果。方法:11 名参与者经委员会认证的神经病学家进行全面神经系统检查和 MRI 评估后被诊断为 TBI,他们使用 Cytonsys CytonPro-5000 仪器(引导激光控制,聚焦波长为 1064 nm,最大输出功率为 10W,最大光功率密度为 500 mW/cm 2,有效面积直径为 4.5 cm 2)完成了 5 到 8 次 20 分钟的 TILS 疗程。每次 TILS 疗程中,参与者使用预先确定的患者特定坐标接受 250 mW/cm 2 连续激光波照射每个半球。结构成像用于对额叶皮质(Brodmann 区域 10)中的个体治疗目标进行神经导航。本研究的主要安全措施是发生不良事件 (AE) 或严重不良事件 (SAE)。主要疗效结果测量是参与者评定的干预后总体变化评分 (GRC)。次要结果测量包括干预前后进行的一系列神经心理学测试和情绪问卷。结果:参与本研究方案的所有患者均能耐受研究程序,未发生任何 AE 或 SAE。11 名参与者中有 9 名的 GRC 评分有临床显著改善 (≥ + 2)。神经心理学测试和情绪问卷结果也表明了积极的治疗效果。结论:本研究为 TILS 作为 TBI 患者非侵入性临床干预措施的安全性和潜在有效性提供了初步证据。关键词:创伤性脑损伤;经颅红外激光刺激;近红外光疗法;脑刺激。
经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种非侵入性脑刺激,可安全地调节大脑兴奋性并具有对许多疾病的治疗潜力。多项研究表明,初级运动皮层 (M1) 的阳极 tDCS 有助于运动学习和可塑性,但有关其潜在机制的信息很少。使用磁共振波谱 (MRS) 已显示 tDCS 可影响成人局部的 γ -氨基丁酸 (GABA) 和 Glx(谷氨酸和谷氨酰胺的总和)水平,这两者都已知与技能习得和可塑性有关;但这尚未在儿童和青少年中进行研究。本研究检测了儿科人群中针对 M1 的常规阳极 tDCS (a-tDCS) 和高清 tDCS (HD-tDCS) 对 GABA 和 Glx 的反应。 24 名正常发育的右利手儿童(年龄 12-18 岁)连续五天参加 tDCS 干预(假干预、a-tDCS 或 HD-tDCS),针对右侧 M1,同时用左手进行精细运动任务(Purdue Pegboard Task)训练。在方案之前和之后(第 5 天和第 6 周),使用 PRESS 和 GABA 编辑的 MEGA-PRESS MRS 序列测量感觉运动皮质中的 Glx 和 GABA。6 周时,HD-tDCS 组左侧感觉运动皮质测得的 Glx 高于 a-tDCS 和假干预组(p = 0.001)。在任何时候均未观察到任何感觉运动皮质中的 GABA 变化。这些结果表明 a-tDCS 或 HD-tDCS 都不会局部影响发育大脑中的 GABA 和 Glx,因此它可能在成人中表现出不同的反应。
对编辑器:重复的经颅磁刺激(RTMS)是一种神经塑性增强技术,可修饰临床精神病和神经系统应用中各种治疗方式的大脑反应性。1此外,其效果可以归因于长期增强(LTP)或长期抑郁(LTD)类似神经可塑性。然而,对RTM的反应在健康和病理大脑2中大大变化,并由复杂的生物学机械介导。替代性是指高阶可塑性机制,在该机制中,突触可塑性的方向和大小通过先前的神经元活性而改变,被认为是导致RTMS响应变异性的重要因素。3根据其作用机理,LTP和LTD诱导的阈值被动态调整到先前的神经元活性的水平:先前的神经元活性水平较低,从阈值下滑至优先诱导LTP。相比之下,高水平将阈值滑到优先诱导Ltd。 4
图1。组平均功能连通性(IPLV)到左主运动皮层(LM1,中间面板中左半球的黑点)。中间面板显示基于表面的投影,左右面板显示了同一地图的两个不同的拼字图。所有视图都强调,LM1在功能上连接到右运动皮层(RM1)和左补充运动区(LSMA),这是由其质心的MNI坐标定义的。
经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种非侵入性脑刺激技术 (NIBS),已被证明可对一系列神经和精神疾病产生有益作用。不幸的是,尽管已被广泛研究,但对 tDCS 效应机制的理解仍然存在一些空白。因此,科学家仍在尝试揭示其积极作用背后的细胞和分子机制,以便更合适地应用。实验模型提供了一致的证据表明,tDCS 通过调节神经元的兴奋性和突触可塑性来改善学习和记忆。最近,在 tDCS 神经生物学效应中,已报告了生理和病理条件下的神经同步和树突结构变化,表明可能在神经回路水平上产生影响。在这篇评论中,我们重点关注 tDCS 对结构可塑性变化和神经元重组的新兴影响,旨在将这两个方面与迄今为止发现的基础分子机制相匹配,为揭示 tDCS 在治疗脑功能障碍方面的新疗法提供新的视角。
1 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所 (NIMHANS) 神经影像学和介入放射学,2 新加坡南洋理工大学计算机科学与工程学院,3 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所神经生理学系,4 新加坡南洋理工大学社会科学学院 (SSS) 心理学,5 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所 (NIMHANS) 精神病学系精神分裂症诊所 InSTAR 计划,6 沙特阿拉伯达曼法赫德国王专科医院神经科学中心,7 美国马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学医学院,8 新加坡南洋理工大学学习研究与发展中心 (CRADLE),9 新加坡南洋理工大学李光前医学院 (LKC Medicine),10教育背景:新加坡南洋理工大学
抑郁症和其他精神病/神经系统疾病的描述/背景经颅磁刺激经颅磁刺激(TMS)(TMS)在1985年引入,作为一种无创刺激大脑的新方法,涉及将小线圈放置在整个头皮上,从而通过磁场通过磁场进行了快速交流,从而通过磁性刺激了磁场,从而通过磁场进行了交流,从而通过磁场进行了量表皮质。TMS最初用于研究神经传导;例如,运动皮层上的TMS将产生对侧肌肉诱发的潜力。电动机阈值是诱导运动反应所需的最小刺激强度,可以通过将部位定位在头皮上以最佳刺激手动刺激,然后逐渐增加刺激强度,从而为每个人确定。对使用TMS作为抑郁症治疗的兴趣通过开发可以提供快速,重复性刺激的设备增强。成像研究表明,抑郁症患者的左侧背侧前额叶皮层的活性降低,早期研究表明,左侧背侧前额叶皮层的高频(例如5至10 Hz)TMS具有抗抑郁药的作用。与电抽搐治疗(ECT)相比,TMS不需要全身麻醉,并且通常不会引起抽搐。重复的TMS(TMS)也被测试是针对各种其他精神病和神经系统疾病的一种治疗方法。高频TM(通常≥10Hz)诱导神经活动的增加,而低频TMS(通常≤1Hz)具有相反的效果。常规TMS提供反复的电磁脉冲,以诱导长时间的神经活动调节,通常在背外侧前额叶皮层上应用。如果在同一会话中执行了两个程序,则该干预措施被描述为双侧TMS。