《Frontiers in Neuroscience》：Individualized cortico-basal ganglia network effective connectivity predicts outcomes of STN-DBS in patients with Parkinson's disease
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本研究通过个体化皮质-基底节网络有效连接分析，首次证实丘脑-初级运动皮层（Thal-M1）和M1-底丘脑核（M1-STN）通路的连接强度可显著预测帕金森病（PD）患者接受底丘脑核深部脑刺激（STN-DBS）后的运动功能改善（UPDRS-III评分改善率达30%以上），为个体化DBS治疗方案优化提供了新型影像学生物标志物。
背景
底丘脑核深部脑刺激（STN-DBS）是治疗帕金森病（PD）运动症状的有效方法，但术后疗效存在显著个体差异，且缺乏可靠的预测指标。传统左旋多巴反应性评估无法完全预测DBS疗效，刺激靶点定位和参数设置对临床结局具有关键影响。
方法
研究纳入43例接受双侧STN-DBS的PD患者，采集术前静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据。基于电极触点位置和刺激参数定义个体化激活组织体积（VTA），采用动态因果模型（DCM）构建皮质-基底节网络模型。通过Pearson相关性分析和广义线性模型，分析网络连接强度与UPDRS-III评分改善的相关性。
结果
- 1.
STN-VTA重叠体积与UPDRS-III改善呈正相关（R=0.59, P=0.001），当重叠体积小于20mm3时疗效显著降低（图1C-D）
- 2.
贝叶斯模型选择显示完全连接的皮质-基底节-小脑网络模型（模型32）最具解释力（后验概率>99%）（图3-4）
- 3.
丘脑-M1（Thal-M1）通路连接强度与 rigidity 改善显著相关（R=0.507, P=0.002）
- 4.
M1-STN（超直接通路）连接强度可预测运动改善（R=0.481, P=0.004），尤其对强直症状改善具特异性
- 5.
多元线性回归模型证实STN-Thal-M1通路有效连接强度可预测UPDRS-III改善（留一交叉验证R2=0.18, P=0.003）
讨论
本研究首次将个体化VTA与DCM网络建模结合，揭示STN-DBS疗效的神经环路机制。Thal-M1通路连接强度反映丘脑皮层环路突触传递效能，M1-STN通路强度表征超直接通路功能状态，二者共同构成预测DBS疗效的关键生物标志物。小脑-丘脑等连接虽与震颤改善相关，但未通过多重比较校正。研究局限性包括样本量较小和未评估非运动症状。
结论
个体化皮质-基底节网络有效连接分析可为STN-DBS疗效提供前瞻性预测指标，其中STN-Thal-M1通路连接强度尤为关键，为推进精准DBS治疗提供了重要理论依据。
