经颅磁刺激与吞咽障碍中枢功能调控系列研究
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16
研究成果
干
患侧
预
前
患侧
吞咽活动激活脑区间的连
干 预 后
患患侧侧 通性进行分析，提示与咽腔压 力变化存在显著相关性
患侧
Lan Y, Xu G, Dou Z, et al. Neurogastroenterology and Motility. 2013,25:821-829 (IF=3.424)
Bestmann S, The Journal of neuroscience. 2010;30:11926-37.
4
双侧大脑半球间的活动通过胼胝体相 互竞争性抑制而达到平衡状态；
半球间竞争平衡是维持正常脑活动的 基础
TMS作为一种持续、稳定的非侵入性神 经调节技术，可以修复和调整单侧脑损害 后半球间竞争性抑制“失平衡”从而成为一种 极具潜力的治疗技术。
23
白质纤维束的联通 性分析显示皮质脊髓束 平均部分各向异性显著 减少，表明皮质的功能 性连接减少。
24
而右侧半球舌骨上肌群运动 皮质兴奋性无明显改变 。
20
LR
cTBS
iTBS
iTBS可以逆转cTBS对左侧 大脑半球舌骨上肌群运动皮 质兴奋性的抑制。
iTBS可以明显提高右侧舌 骨上肌群皮质区的兴奋性， 其效应至少可以持续30min。
1.神经突触的再可塑性 2.自平衡可塑效应，使双侧舌骨上肌群运动皮质趋于新的 平衡状态。
17
LR cTBS
iTBS
左侧舌骨上 右侧舌骨上 肌群MEP↑ 肌群MEP↓
LR
LR
cTBS
iTBS
左侧舌骨上肌 右侧舌骨上 群MEP无改变 肌群MEP↑
左侧舌骨上 右侧舌骨上 肌群MEP↑ 肌群MEP↑
18
LR cTBS
cTBS可以有效抑制舌骨上 肌群运动皮质兴奋性。其效 应至少可以持续30mins。
21
一名健康受试者舌骨上肌群在两侧大脑半球的MEP定位图。B图中黑色方格 区域表示可以诱发出舌骨上肌群MEP的皮质运动区在头皮的投影区。颜色越深， 表示在该刺激点诱发出的MEP波幅越大。A为左侧投影区MEP分布放大图像。C 为右侧投影区MEP分布放大图像。
22
应用ALFF算法分析比 较抑制刺激前与抑制刺激后 受试者大脑自发活动的差异， 图像叠加相减之后进行统计 学分析，获得有统计学意义 的脑低频振幅改变区位于中 央旁小叶和额上回（B4，6 区），反映了刺激后吞咽皮 质活动的变化
探讨脑卒中后吞咽障碍患者竞争性抑制“失 平衡”的中枢机制
探讨cTBS对吞咽神经结构-功能网络的重组 机制
10
11
高分辨率食道咽腔测压系统
YRD CCY-1磁场刺激仪
吞咽造影采集与分析设备
12
使TMS刺激位点 的局部大脑解剖结构 可视化，并可以将刺 激点以三维坐标的形 式保存下来，确保后 续刺激与之前的刺激 位点一致。
3
当人进行某一特定动作如吞咽时，相应的大脑皮 层功能区就会产生一个优势兴奋中心，而其他的 皮层功能区就会处于一种抑制状态。
当一侧大脑半球发生损害，这种相互 抑制的平衡状态被打破（失平衡） 患侧大脑半球兴奋性下降而健侧大脑 兴奋性相对提高，并对患侧大脑的抑制 性输出增多 不利于患侧大脑功能的恢复，且进一 步造成偏瘫侧运动功能的下降
右侧半球舌骨上肌群运动皮 质兴奋性明显上升，其效应 至少可以持续30mins。
生理状态下，两侧大脑半球舌骨上肌群运动皮质区间处于 竞争性抑制平衡状态，抑制一侧大脑半球舌骨上肌群皮质 区可以导致对侧相应皮质区进一步激活。
19
iTBS
LR
iTBS可以提高左侧半球舌 骨上肌群运动皮质兴奋性， 其效应至少可以持续30min。
1
皮质与皮 随意性吞咽 口腔期 质下结构 咽期
脑干中枢 反射性吞咽 食管期
2
运动皮层如何调控吞咽活动、吞咽皮质中枢与低级中枢 （脑干）及靶器官（咽及食道上括约肌UES）的相互联系 目前仍不十分清楚。
双侧半球同源脑区间竞争性抑制“失平衡”，可能参与了 吞咽障碍的发生并阻碍其功能康复；
大量研究已经证实，正常情况下， 两侧大脑半球同源脑区间通过胼胝体 互相抑制，处于竞争性抑制平衡状态。
◦ 重复经颅磁刺激（rTMS）的一种新模式 ◦ 可以实时可逆地抑制特定脑区的神经功能 ◦ 抑制健侧吞咽皮层的过度活动，纠正竞争性抑制的“失
平衡” ◦ 患侧病灶及其周围脑区活动可能会增强，甚或出现“新”
的激活，从而恢复对低级中枢的控制，改善吞咽功能
7
iTBS和 cTBS刺激模式图
a. iTBS 丛内刺激频率为50Hz，丛间刺激频率为5Hz；每丛爆发刺激包含3 个连续脉冲， 刺激2s，间歇8s，如此重复20次，共600个脉冲，耗时191.84s。 b. cTBS 丛内刺激频率为50Hz，丛间刺激频率为5Hz；每丛爆发刺激包含3 个连续脉冲， 连续200丛无间歇刺激，共600个脉冲，耗时40.04s。
15
双侧半球同源脑区间和同侧相关脑功能区间存在 竞争性抑制；且cTBS有助于恢复抑制平衡。
◦ Xu GQ, Lan Y（Co-first author）, Huang DF, et al. Behav Brain
Res.2013 ; 240: 60-68. (IF=3.391)
吞咽皮质中枢呈单侧优势化，一侧大脑半球刺激 引发出的运动诱发电位大于另外一侧。
5
卒中后一侧皮质的失能，导致大脑两侧半球间竞争平衡关系被破坏。健 侧的竞争优势，使得患侧的皮层残存的一些神经活动也不能正常的表达。
＞1Hz
提
高 患 侧
兴 奋
高 频 刺 激
性
≤1Hz
降
低 频 刺 激
低 健 侧
兴 奋
性
重建脑卒中后跨胼胝体抑制的平衡
6
持续短阵快速脉冲经颅磁刺激 （continuous theta burst stimulation, cTBS）
Cárdenas-Morales L, Nowak DA, Kammer T, et al. Brain
Topogr. 2010, 22(4):294-306.
8
cTBS 吞咽中枢调控与功能重组机制
应用
吞咽生物力学 控制分析
方法
吞咽中枢 神经结构与功 能连接分析
9
观测cTBS诱导的局灶性“虚拟损害”状态下， 吞咽皮层功网络与下行神经传导路径/靶 器官的调控关系
大大提高了TMS 对皮质区刺激的准确 性和可重复性。
13
立体定位导航引导下TMS刺激的原理
14
B
A C
A 利A用目受标试位者点的S真1实在头水部平M位R的图坐像标进是行1定42位.C4（A），在冠状位的
坐标是108.0（B），在矢状位的坐标是166.8（C），即S1 点的三维坐标是（142.4，108.0，166.8）。
研究成果
干
患侧
预
前
患侧
吞咽活动激活脑区间的连
干 预 后
患患侧侧 通性进行分析，提示与咽腔压 力变化存在显著相关性
患侧
Lan Y, Xu G, Dou Z, et al. Neurogastroenterology and Motility. 2013,25:821-829 (IF=3.424)
Bestmann S, The Journal of neuroscience. 2010;30:11926-37.
4
双侧大脑半球间的活动通过胼胝体相 互竞争性抑制而达到平衡状态；
半球间竞争平衡是维持正常脑活动的 基础
TMS作为一种持续、稳定的非侵入性神 经调节技术，可以修复和调整单侧脑损害 后半球间竞争性抑制“失平衡”从而成为一种 极具潜力的治疗技术。
23
白质纤维束的联通 性分析显示皮质脊髓束 平均部分各向异性显著 减少，表明皮质的功能 性连接减少。
24
而右侧半球舌骨上肌群运动 皮质兴奋性无明显改变 。
20
LR
cTBS
iTBS
iTBS可以逆转cTBS对左侧 大脑半球舌骨上肌群运动皮 质兴奋性的抑制。
iTBS可以明显提高右侧舌 骨上肌群皮质区的兴奋性， 其效应至少可以持续30min。
1.神经突触的再可塑性 2.自平衡可塑效应，使双侧舌骨上肌群运动皮质趋于新的 平衡状态。
17
LR cTBS
iTBS
左侧舌骨上 右侧舌骨上 肌群MEP↑ 肌群MEP↓
LR
LR
cTBS
iTBS
左侧舌骨上肌 右侧舌骨上 群MEP无改变 肌群MEP↑
左侧舌骨上 右侧舌骨上 肌群MEP↑ 肌群MEP↑
18
LR cTBS
cTBS可以有效抑制舌骨上 肌群运动皮质兴奋性。其效 应至少可以持续30mins。
21
一名健康受试者舌骨上肌群在两侧大脑半球的MEP定位图。B图中黑色方格 区域表示可以诱发出舌骨上肌群MEP的皮质运动区在头皮的投影区。颜色越深， 表示在该刺激点诱发出的MEP波幅越大。A为左侧投影区MEP分布放大图像。C 为右侧投影区MEP分布放大图像。
22
应用ALFF算法分析比 较抑制刺激前与抑制刺激后 受试者大脑自发活动的差异， 图像叠加相减之后进行统计 学分析，获得有统计学意义 的脑低频振幅改变区位于中 央旁小叶和额上回（B4，6 区），反映了刺激后吞咽皮 质活动的变化
探讨脑卒中后吞咽障碍患者竞争性抑制“失 平衡”的中枢机制
探讨cTBS对吞咽神经结构-功能网络的重组 机制
10
11
高分辨率食道咽腔测压系统
YRD CCY-1磁场刺激仪
吞咽造影采集与分析设备
12
使TMS刺激位点 的局部大脑解剖结构 可视化，并可以将刺 激点以三维坐标的形 式保存下来，确保后 续刺激与之前的刺激 位点一致。
3
当人进行某一特定动作如吞咽时，相应的大脑皮 层功能区就会产生一个优势兴奋中心，而其他的 皮层功能区就会处于一种抑制状态。
当一侧大脑半球发生损害，这种相互 抑制的平衡状态被打破（失平衡） 患侧大脑半球兴奋性下降而健侧大脑 兴奋性相对提高，并对患侧大脑的抑制 性输出增多 不利于患侧大脑功能的恢复，且进一 步造成偏瘫侧运动功能的下降
右侧半球舌骨上肌群运动皮 质兴奋性明显上升，其效应 至少可以持续30mins。
生理状态下，两侧大脑半球舌骨上肌群运动皮质区间处于 竞争性抑制平衡状态，抑制一侧大脑半球舌骨上肌群皮质 区可以导致对侧相应皮质区进一步激活。
19
iTBS
LR
iTBS可以提高左侧半球舌 骨上肌群运动皮质兴奋性， 其效应至少可以持续30min。
1
皮质与皮 随意性吞咽 口腔期 质下结构 咽期
脑干中枢 反射性吞咽 食管期
2
运动皮层如何调控吞咽活动、吞咽皮质中枢与低级中枢 （脑干）及靶器官（咽及食道上括约肌UES）的相互联系 目前仍不十分清楚。
双侧半球同源脑区间竞争性抑制“失平衡”，可能参与了 吞咽障碍的发生并阻碍其功能康复；
大量研究已经证实，正常情况下， 两侧大脑半球同源脑区间通过胼胝体 互相抑制，处于竞争性抑制平衡状态。
◦ 重复经颅磁刺激（rTMS）的一种新模式 ◦ 可以实时可逆地抑制特定脑区的神经功能 ◦ 抑制健侧吞咽皮层的过度活动，纠正竞争性抑制的“失
平衡” ◦ 患侧病灶及其周围脑区活动可能会增强，甚或出现“新”
的激活，从而恢复对低级中枢的控制，改善吞咽功能
7
iTBS和 cTBS刺激模式图
a. iTBS 丛内刺激频率为50Hz，丛间刺激频率为5Hz；每丛爆发刺激包含3 个连续脉冲， 刺激2s，间歇8s，如此重复20次，共600个脉冲，耗时191.84s。 b. cTBS 丛内刺激频率为50Hz，丛间刺激频率为5Hz；每丛爆发刺激包含3 个连续脉冲， 连续200丛无间歇刺激，共600个脉冲，耗时40.04s。
15
双侧半球同源脑区间和同侧相关脑功能区间存在 竞争性抑制；且cTBS有助于恢复抑制平衡。
◦ Xu GQ, Lan Y（Co-first author）, Huang DF, et al. Behav Brain
Res.2013 ; 240: 60-68. (IF=3.391)
吞咽皮质中枢呈单侧优势化，一侧大脑半球刺激 引发出的运动诱发电位大于另外一侧。
5
卒中后一侧皮质的失能，导致大脑两侧半球间竞争平衡关系被破坏。健 侧的竞争优势，使得患侧的皮层残存的一些神经活动也不能正常的表达。
＞1Hz
提
高 患 侧
兴 奋
高 频 刺 激
性
≤1Hz
降
低 频 刺 激
低 健 侧
兴 奋
性
重建脑卒中后跨胼胝体抑制的平衡
6
持续短阵快速脉冲经颅磁刺激 （continuous theta burst stimulation, cTBS）
Cárdenas-Morales L, Nowak DA, Kammer T, et al. Brain
Topogr. 2010, 22(4):294-306.
8
cTBS 吞咽中枢调控与功能重组机制
应用
吞咽生物力学 控制分析
方法
吞咽中枢 神经结构与功 能连接分析
9
观测cTBS诱导的局灶性“虚拟损害”状态下， 吞咽皮层功网络与下行神经传导路径/靶 器官的调控关系
大大提高了TMS 对皮质区刺激的准确 性和可重复性。
13
立体定位导航引导下TMS刺激的原理
14
B
A C
A 利A用目受标试位者点的S真1实在头水部平M位R的图坐像标进是行1定42位.C4（A），在冠状位的
坐标是108.0（B），在矢状位的坐标是166.8（C），即S1 点的三维坐标是（142.4，108.0，166.8）。