《Neurological Research》:Cognitive impairment in Parkinson’s disease is associated with enhanced modulation of subthalamic beta-oscillations during DBS neurofeedback
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本研究发现帕金森病(PD)患者中,存在认知障碍(MoCA评分<26)者反而表现出更强的丘脑底核(STN)β振荡(13-35 Hz)调控能力。通过深部脑刺激(DBS)神经反馈技术,26名PD患者学习自主抑制病理性的β振荡活动。回归分析显示,蒙特利尔认知评估(MoCA)评分是神经反馈绩效的唯一显著预测因子(p=0.0032),而年龄、运动症状严重程度(MDS-UPDRS评分)和药物状态(LED)无独立贡献。这一反直觉的结果提示,认知障碍患者可能通过代偿性神经网络重组获得了增强的振荡调控能力,为个体化神经调控策略提供了新思路。
背景
帕金森病(PD)的特征性病理改变包括基底节区神经振荡活动异常,特别是丘脑底核(STN)内β频带(13-35 Hz)振荡的过度同步化。这些振荡不仅与运动功能障碍密切相关,近年研究还发现其与非运动症状(如认知障碍)存在关联。基于深部脑刺激(DBS)电极的神经反馈技术,使PD患者能够通过视觉反馈实时感知并自主调控自身的STN局部场电位(LFP)中的β振荡活动。尽管该技术在改善运动功能方面展现出潜力,但影响个体神经反馈学习能力的临床因素尚不明确。
方法
研究团队回顾性分析了来自三项已发表研究的26例PD患者数据。根据术前蒙特利尔认知评估(MoCA)评分,将患者分为认知正常组(MoCA≥26)和认知障碍组(MoCA<26)。神经反馈绩效定义为最终训练回合(NF3)相较于基线休息期STNβ峰值功率降低的百分比,并在各队列内进行z标准化。采用t检验、非参数检验、相关性分析和逐步线性回归,探究神经反馈绩效与MoCA评分、年龄、Hoehn and Yahr(HY)分期、左旋多巴等效剂量(LED)和MDS-UPDRS评分等临床变量的关系。
结果
认知障碍组(n=9)的神经反馈绩效显著优于认知正常组(t(24) = -2.76, p = 0.0108),效应量较大(Cohen’s d = -1.14)。相关性分析显示,MoCA评分与神经反馈能力呈负相关(r = -0.56, p = 0.0032)。逐步回归模型确定MoCA评分是神经反馈绩效的唯一显著预测因子(F = 10.71, p = 0.0032),模型可解释30.8%的绩效变异(R2 = 0.31)。年龄、运动症状严重程度、药物状态等变量均未提供额外的预测信息。两组间的基线β功率无显著差异,表明绩效差异并非由起始振荡水平不同所致。
讨论
与“认知功能保留有助于神经反馈学习”的传统假设相反,本研究发现PD患者的认知障碍与增强的STNβ振荡调控能力相关。这种悖论式关系可能源于疾病进展中的神经网络代偿机制:认知障碍患者可能由于前额叶-纹状体环路功能改变,减少了认知控制对振荡调控过程的干扰,从而更易采用自动化策略(如运动想象)实现β功率下调。此外,疾病晚期通常伴随β振荡幅度增高,这可能为下调提供了更宽的动态范围,但基线分析并不支持此推测。研究的局限性包括样本量较小、依赖MoCA全局评分而缺乏特定认知域(如执行功能、注意力)的评估,以及未测量动机、任务投入度等行为学指标。未来需要结合多维度神经心理学评估和前瞻性设计,进一步阐明认知表型与神经反馈响应性的机制联系,为基于生物标志物的个体化DBS治疗策略提供依据。