《Current Opinion in Neurology》:The cortical vestibular system: insights from electroencephalography
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本综述系统阐述了脑电图(EEG)技术在探索皮层前庭系统功能中的前沿进展。文章指出,尽管EEG传统上主要用于癫痫诊断,但借助现代分析技术(如事件相关电位、时频分析)和移动脑电(MoBI)平台,研究者现已能有效捕捉前庭刺激(如温度刺激、电刺激)、姿势控制及平衡扰动(如N1电位)过程中特异的皮层活动(如alpha/beta频带振荡)。这些神经振荡模式反映了前庭感知、适应及平衡维持的关键皮层机制,为持续性姿势-感知性头晕(PPPD)、老年不明原因头晕等高位前庭障碍提供了潜在的神经生理学生物标志物,有望推动个体化诊断和靶向康复策略的发展。
引言:脑电图(EEG)在神经耳科学中的新兴角色
尽管脑电图(EEG)在癫痫的常规诊断中不可或缺,但长期以来,其在头晕或平衡障碍患者中的临床应用十分有限。然而,随着分析方法与技术的进步,EEG正成为揭示前庭与平衡功能皮层机制的重要工具。本综述首次在《Current Opinion in Neurology》的神经耳科学栏目中专门讨论EEG,旨在及时综合近期的方法学与概念进展,阐明现代EEG分析如何探测前庭与平衡功能的皮层贡献。
临床神经耳科学中的脑电图应用:前庭癫痫
前庭癫痫极为罕见,其诊断需排除更常见的周围性病因,如良性阵发性位置性眩晕(BPPV)或前庭阵发症。近期病例报告描述了症状同步的EEG异常,但鉴别诊断中常忽略前庭阵发症。有案例系列指出,前庭癫痫的诊断标准与前庭阵发症存在重叠,提示二者可能属于同一疾病实体。然而,确凿病例稀少,推进对该病的理解需依赖癫痫与神经耳科学服务的前瞻性多中心合作。
现代研究应用:从前庭诱发电位到自我运动感知的标志物
EEG技术基础与挑战
EEG以毫秒级时间分辨率直接记录皮层神经元突触后电位,是研究感觉整合、注意及运动控制的理想工具。通过将信号分解为特定频带(如8-12 Hz alpha波段、15-30 Hz beta波段),可深入探究神经机制。例如,alpha活动抑制反映皮层处理增强。尽管EEG易受眼动、肌电等伪迹污染,但现代信号处理技术已能在前庭协议中获得可靠记录。
前庭刺激期间的脑电图研究
早期研究描述了旋转刺激诱发的“前庭诱发电位”,但其特异性存疑。振荡分析显示,健康对照在yaw平面旋转时出现双侧颞顶区alpha抑制,而双侧前庭丧失患者此反应显著减弱,提示alpha抑制反映皮层前庭处理。前庭适应过程亦伴随额顶注意网络alpha节律变化,这或可作为急性前庭损伤后中枢适应紊乱的生物标志物。EEG已成功整合于温度刺激、电前庭刺激等临床测试中,其中beta波段活动与自感运动强度显著相关,为高位前庭障碍(如PPPD)的知觉紊乱提供见解。
平衡研究中的脑电图:来自安静站立的证据
姿势任务难度调节皮层参与度:挑战性任务引发双侧中央、顶叶区alpha抑制增强,右半球更显著。老年不明原因头晕患者站立时表现出较健康老人更显著的EEG抑制(中央theta及alpha波段),提示其大脑生物学年龄更老,且此现象与脑小血管病及白质微结构改变相关。
利用脑电图量化姿势不稳:扰动诱发电位
移动脑体成像(MoBI)技术使在生态效度更高的范式中研究平衡成为可能。平衡扰动诱发N1电位(峰值100-200 ms的负波),其波幅与潜伏期受扰动强度、预期性、注意及威胁感调节,且可区分年轻与老年人、卒中患者等群体。N1具有优良的重测信度,仅需三个电极、六次试验即可可靠测量,有望作为纵向监测的神经生理学指标。过度关注平衡(如PPPD患者的典型特征)会降低N1波幅并加剧姿势不稳,表明自上而下的注意参与破坏了感觉整合。预期性姿势不稳也可诱发健康对照出现类PPPD的主观失衡感,并伴有预期性EEG紊乱。
自然姿势摇摆的脑电图分析
安静站立时,身体重心前倾引发频繁“微跌倒”事件。研究表明,微跌倒的调控伴随特定EEG模式:跌倒早期Cz电极beta激活,恢复前期beta抑制,提示皮层机制介入跌倒中断与感觉反馈监控。老年不明原因头晕患者虽客观稳定性未差于对照,但主观不稳感显著增强,且其EEG显示微跌倒期间持续beta抑制,而非正常的激活-抑制序列。这种beta功率降低可能反映对异常感觉信号的敏感性增高,导致本无意识的微跌倒进入意识,成为主观头晕的机制。
结论
EEG架起了基础前庭神经科学与临床实践的桥梁,为改善复杂头晕与平衡障碍的评估与治疗带来希望。未来研究应聚焦于将这些机制见解转化为临床工具,如EEG神经反馈训练,或可为矫正高位前庭综合征的适应不良皮层活动提供新途径。