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本刊推荐：卒中后脑功能网络受损，康复机制亟待阐明。研究人员开展了20 Hz经颅交流电刺激(tACS)对亚急性期卒中患者多频带定向脑功能网络即刻调制效应的研究。结果显示，tACS可快速重塑跨频带、跨半球、跨脑区的信息传输模式，为卒中康复的神经调控策略提供了新证据。
脑卒中，作为一种严重威胁人类健康的脑血管疾病，常常导致患者肢体活动障碍、言语不清等后遗症，给个人、家庭和社会带来沉重负担。卒中发生后，大脑原本精密协作的网络会遭受破坏，这种损伤不仅局限于病灶区域，还会波及其他脑区，影响整个脑功能网络的运作效率。因此，如何有效促进卒中后大脑功能的重组与恢复，一直是神经康复领域的研究热点与难点。
传统的康复训练虽有一定效果，但其作用机制和效率仍有提升空间。近年来，非侵入性脑刺激技术，如经颅交流电刺激（transcranial alternating current stimulation, tACS），为神经康复提供了新思路。tACS通过头皮电极施加特定频率的微弱交流电，被认为能够调节大脑内部固有的神经振荡活动，诱导神经可塑性，从而可能有益于脑功能的恢复。然而，这种“有益”究竟是如何在大脑复杂的网络层面发生的？特别是对于卒中患者，tACS能否快速改变大脑不同区域之间信息传递的方向和效率？这些问题仍有待深入探索。为此，研究人员在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》上发表了一项研究，专门探讨20 Hz tACS对亚急性期卒中患者多频带定向脑功能网络的即刻调制效应。
本研究主要采用了脑电图（electroencephalogram, EEG）技术，在刺激前后记录13名亚急性期卒中患者的静息态脑电信号。利用相位传递熵（phase transfer entropy, PTE）这一方法，构建了跨五个频带（delta, theta, alpha, beta, gamma）的定向功能脑网络，并在此基础上评估了网络的全局效率、局部效率、定向连接密度以及脑区间的信息流。
tACS对脑网络效率的影响
研究结果显示，20 Hz的tACS能够快速改变脑功能网络的拓扑属性。具体而言，刺激后，低频（delta和theta频带）网络的全局效率显著增强，而高频（alpha, beta和gamma频带）网络的局部效率则显著降低。这表明tACS对大脑信息整合与信息分离的处理模式产生了跨频带的特异性调节。
tACS诱导跨半球信息流重组
更重要的发现在于信息流方向的变化。刺激后，所有五个频带的网络中，从病灶对侧半球流向病灶同侧半球的信息流均出现显著增加。这意味着tACS促进了信息从相对完好的脑区向受损脑区的“支援”与输入，可能有助于功能代偿。
关键脑区角色的动态转换
研究进一步观察到，在tACS后，顶叶、颞叶和枕叶等关键脑区在信息网络中的角色发生了动态转换，即它们作为信息“源”（发出信息）和“汇”（接收信息）的权重发生了显著变化。这揭示了tACS不仅改变了信息流的“主干道”，也精细调节了关键“枢纽”节点的功能状态。
综上所述，本研究通过分析tACS刺激前后脑电图构建的定向功能网络，得出核心结论：单次20 Hz的tACS即可在亚急性期卒中患者中引发快速、显著的脑网络重组。这种重组体现为三个“跨越”：一是跨频带，特异性地优化了低频网络的全局整合与高频网络的局部处理；二是跨半球，显著增强了从对侧半球向同侧半球的信息输送；三是跨脑区，动态调整了顶、颞、枕叶等关键区域在网络信息传输中的主导角色。这些发现为tACS能够快速调制神经动力学活动提供了直接证据，从脑网络信息流的角度，阐明了其可能促进卒中后功能恢复的潜在机制。该研究不仅深化了对tACS神经调控原理的理解，也为未来开发基于个体化脑网络特征的精准神经调控康复策略奠定了重要的理论基础。
