《npj Parkinson's Disease》:Low-frequency activity in the subthalamic nucleus informs about the acute neuropsychiatric state in Parkinson’s disease
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本研究针对帕金森病(PD)患者神经精神症状波动缺乏客观生物标志物的临床难题,通过结合脑感知技术和神经精神波动量表(NFS),首次证实丘脑底核(STN)θ/低α频段(4-12 Hz)振荡活动与急性神经精神状态显著相关。研究发现,在停药状态下,左侧STN腹侧(靠近边缘叶分区)6-10 Hz功率升高可提示神经精神OFF症状(低情绪状态),而6-8 Hz活动可预测多巴胺能药物引起的神经精神波动程度。该研究为开发感知引导的DBS策略提供了重要理论依据,推动PD治疗从单纯运动症状管理向多维度症状调控的跨越。
当人们谈论帕金森病时,最先想到的往往是手部震颤、肌肉僵硬、动作迟缓等运动症状。然而,对于患者和家属而言,情绪低落、焦虑不安、动机缺乏等神经精神症状同样严重影响生活质量。更棘手的是,这些神经精神症状会随着多巴胺药物的起效和消退而快速波动,时而陷入抑郁的深渊,时而出现冲动控制障碍,给治疗带来巨大挑战。目前,基于脑深部电刺激(DBS)的精准治疗主要依赖运动症状相关的生物标志物(如β振荡),而对神经精神症状的客观监测手段仍属空白。
正是在这一背景下,发表在《npj Parkinson's Disease》的最新研究开辟了新路径。由瑞士伯尔尼大学医院Gerd Tinkhauser教授团队领衔的研究首次揭示:丘脑底核(STN)的低频神经电活动(4-12 Hz)能够实时反映帕金森病患者的急性神经精神状态。这项突破性发现为开发能够同时调控运动和神经精神症状的下一代智能DBS疗法奠定了理论基础。
研究团队巧妙利用了搭载脑感知技术的植入式神经刺激器(Percept? PC),在对14名帕金森病患者进行的左旋多巴挑战试验中,同步记录了不同药物和刺激状态下的STN局部场电位(LFPs),并采用新型神经精神波动量表(NFS)量化患者的瞬时神经精神状态。通过频谱行为学关联分析,研究人员发现了一个令人振奋的现象:当患者处于停药状态时,其STN腹侧区域(靠近边缘叶分区)的θ/低α频段(6-10 Hz)脑电活动越强,神经精神状态评分(NSS)就越低,意味着更严重的OFF期神经精神症状(如情绪低落)。更重要的是,该频段中6-8 Hz的功率还能预测患者对左旋多巴的神经精神反应程度——活动越强,药物引起的情绪提升越明显。
关键技术方法包括:对14例植入感知型神经刺激器的帕金森病患者进行标准化左旋多巴挑战试验,采用神经精神波动量表(NFS)和运动障碍协会统一帕金森病评定量表第三部分(MDS-UPDRS-III)同步评估临床状态,通过多触点DBS电极记录STN局部场电位(LFPs),利用Lead-DBS工具箱进行电极接触点三维定位,并采用聚类置换检验进行频谱-行为学关联分析。
神经精神状态与神经生理学相关性
在刺激关闭的停药状态下,研究人员发现左侧STN的6-10 Hz频段功率与神经精神状态评分(NSS)呈显著负相关。这意味着当患者表现出更明显的OFF相关神经精神症状(如情绪低落)时,其STN的θ/低α振荡活动更强。这一关联在排除运动症状影响后依然存在,证明了其独立性。有趣的是,这种关系在服药后消失,提示多巴胺替代治疗可能改变了神经精神症状与脑电活动之间的对应关系。
神经精神波动的神经生理学关联
进一步分析显示,左侧STN在停药状态下的6-8 Hz活动与神经精神波动程度(ΔNSS)显著正相关。即该频段功率越高的患者,在服药后神经精神状态改善越明显。这表明STN低频活动不仅能反映当前的神经精神状态,还能预测患者对多巴胺能药物的神经精神反应性。这一发现特别具有临床意义,因为它为预测药物引起的情绪波动提供了潜在的生物标志物。
向慢性刺激设置的转化
当研究人员分析临床常用刺激接触点(较背侧,靠近运动分区)记录的信号时,虽然也观察到类似趋势,但统计学显著性消失。这表明靠近边缘叶的STN腹侧区域是捕获神经精神相关信息的最佳位置。不过,趋势的保留也提示现有DBS系统在优化参数后可能具备监测神经精神状态的潜力。
研究结论指出,STN低频振荡活动可作为帕金森病急性神经精神状态的潜在生物标志物,特别是在停药状态下。这一发现增进了我们对基底节区参与神经精神症状编码的理解,并为开发感知引导的DBS策略提供了新方向。讨论部分强调,该生物标志物与冲动控制障碍(ICDs)的临床特征相符,支持了神经精神波动与冲动控制障碍共享多巴胺能敏感化机制的观点。值得注意的是,研究中观察到的左侧STN优势可能与电极位置更靠近边缘叶分区有关,而非功能侧化的确凿证据。
这项研究的深远意义在于,它首次将STN电活动与瞬时神经精神状态直接关联,打破了以往仅关注慢性症状特质的局限。随着传感技术的进步,未来有望开发出能够同时响应运动和神经精神状态的多模态自适应DBS系统,实现真正意义上的个体化、全症状管理。虽然目前θ振荡仅在与停药状态相关时表现出临床价值,但这一发现为在日常生活环境中长期监测神经精神波动奠定了基础,标志着帕金森病治疗向全面关注患者生活质量迈出了关键一步。