评估近治疗强度下丘脑底核脑深部电刺激的肌源性效应及其临床意义

《Frontiers in Neuroscience》：Evaluation of the myogenic effects of subthalamic nucleus deep brain stimulation at near therapeutic amplitudes

本综述系统评估了丘脑底核脑深部电刺激（STN-DBS）在近治疗强度下对肌电活动（EMG）的调节作用。研究发现，治疗强度DBS可在对侧上肢（CUE）诱发肌源性诱发电位（MEP），且MEP发生率在主动收缩状态下显著高于静息状态，近端肌肉（如肱二头肌/肱三头肌）反应更显著。这些发现提示，STN-DBS诱导的肌源性活动可能是其治疗帕金森病（PD）运动症状的潜在机制之一，为优化DBS参数提供了新思路。

　　

引言

丘脑底核脑深部电刺激（STN-DBS）是治疗帕金森病（PD）运动症状的标准疗法，但其调节运动输出的具体机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨治疗强度DBS对肌电活动（EMG）的调节程度及其与活动状态的关系。

材料与方法

研究纳入16名接受STN-DBS的参与者（共17个刺激半球），记录双侧肱二头肌、肱三头肌、桡侧腕屈肌（FCR）和指总伸肌（EDC）的EMG活动。数据采集包括静息状态和等长收缩-放松交替任务。刺激强度分为治疗强度（tx）、亚治疗强度（sub-tx，75% tx）和超治疗强度（super-tx，125% tx）。通过锁定刺激信号的响应分析肌源性诱发电位（MEP）的存在。

结果

治疗强度DBS在对侧上肢（CUE）诱发了MEP（17个半球中16个出现至少一次响应）。MEP通常始于刺激后10-30毫秒，持续至70-150毫秒，在肱二头肌/肱三头肌中更常见。主动收缩状态下MEP发生率显著高于静息状态，且随刺激强度增加而升高。

讨论

亚临床肌源性激活可能是临床DBS的普遍现象：治疗强度DBS可在多数参与者中诱发CUE的MEP，表明微弱的EMG调制可能是DBS治疗的常见伴随现象。这一发现与早期研究一致，但本研究通过更高信噪比揭示了更广泛的MEP存在。

MEP仅见于对侧且以近端肌肉为主：MEP严格局限于CUE，未在 ipsilateral 上肢（IUE）检测到，符合皮质脊髓束（CST）交叉特性。近端肌肉（如肱二头肌/肱三头肌）的MEP发生率显著高于远端肌肉（FCR/EDC），可能与多突触通路激活或CST纤维解剖分布有关。

主动收缩以强度依赖性方式促进MEP：主动收缩状态下MEP发生率显著高于静息状态，且该差异在超治疗强度下更明显。MEP发生率（而非振幅）可能与副作用（SE）风险相关，提示其作为DBS参数优化生物标志物的潜力。

MEP起始与持续时间提示多通路激活：早期MEP成分（10-30毫秒）可能源于DBS电流对CST纤维的单突触激活，而延迟起始（>30毫秒）和长持续时间（>70毫秒）则暗示多突触通路参与，如丘脑-皮质抑制或脊髓反射反弹。

研究局限性

包括部分参与者临床单极配置转换为双极配置可能影响结果外推、使用低频刺激（6赫兹）而非临床高频（130赫兹）、仅评估上肢肌肉数据，以及超治疗强度数据样本量较小（n=5）。未来需结合更广泛肌肉群、中枢神经信号及临床疗效关联分析进一步验证MEP的临床价值。