通过磁刺激在同源肌肉中诱发的电位幅度的相关性表明，皮质脊髓输出存在正相关关系

《EXPERIMENTAL PHYSIOLOGY》：Correlated amplitudes of potentials evoked in homologous muscles by magnetic stimulation reveal positive covariation of corticospinal output

通过205名受试者的双半球近同步磁刺激实验，研究发现运动诱发电位（MEP）的幅度存在正相关，表明两侧半球皮质脊髓投射的兴奋性存在相互调节。经统计校正背景肌电活动后，正相关仍显著存在，支持皮质脊髓纤维可能介导兴奋性双向塑造的假说。

　　该研究探讨了人类大脑两个半球之间是否存在正向的兴奋性变化关联，特别是在对同源肌肉进行近似同时的皮层磁刺激（TMS）后，运动诱发电位（MEPs）的振幅是否呈现正相关。研究者通过一个包含205名健康志愿者的大样本实验，评估了这一假设，并尝试排除背景肌电活动（EMG）对结果的干扰。尽管相关系数（rho）较小（小于0.20），但其可靠性较高，这表明在正常生理条件下，大脑半球间的兴奋性可能存在某种协调关系。

在实验中，研究人员采用了一种经典的TMS配对脉冲方法，即先在右侧半球施加一个“条件刺激”（CS），随后在左侧半球施加一个“测试刺激”（TS），间隔时间为10毫秒。通过这种方式，他们观察到MEPs的平均振幅在有CS的情况下有所降低，这通常被解释为“半球间抑制”（IHI）。然而，研究者提出了一种不同的观点，认为这种现象可能是对正常生理过程的掩盖，而非其本身的表现。此外，还有一种假说认为，这种抑制可能是由于大脑半球之间的兴奋性相互调节，而非单纯的抑制效应。

为了验证这些假说，研究者对MEPs的振幅进行了统计分析，特别关注了背景EMG活动对结果的影响。他们发现，即使对背景EMG进行统计调整，MEPs的振幅仍然存在正相关。这种相关性不仅存在于直接的MEPs振幅之间，也出现在不同时间窗口内的背景EMG信号之间。这表明，半球间可能不是简单的抑制关系，而是存在某种协调的兴奋性变化。

背景EMG的波动对MEPs振幅的影响是一个重要的研究点。研究者指出，即使在非常低的背景EMG水平下（例如低于2微伏），其波动仍然能够显著影响MEPs的幅度。这说明背景EMG的波动可能反映了脊髓运动神经元的兴奋状态，从而影响了由皮层刺激引发的运动反应。通过统计调整，研究者试图消除这种背景效应，以更准确地反映半球间的兴奋性关联。

在数据处理方面，研究者采用了非参数的Spearman相关系数，以及参数和非参数的半部分相关分析方法。这些方法有助于更全面地评估MEPs振幅之间的关联，同时考虑背景EMG的潜在影响。结果显示，无论采用哪种方法，MEPs振幅之间的正相关仍然显著，这支持了半球间存在兴奋性协调的假说。

研究还发现，MEPs振幅与背景EMG之间的相关性在不同时间窗口下有所不同。例如，在100毫秒的时间窗口内，背景EMG对MEPs振幅的影响较为显著，而在更短的时间窗口内，这种影响则有所减弱。这可能反映了脊髓运动神经元的兴奋状态在不同时间尺度上的变化，也提示了背景EMG波动对实验结果的重要性。

此外，研究者还讨论了实验设计中的一些潜在因素，如刺激强度、线圈方向以及个体差异对结果的影响。例如，TS和CS分别采用不同的刺激强度和线圈方向，这可能导致不同的神经激活模式。TS的刺激强度为120%的运动阈值（rMT），线圈方向设计为诱导后前（P-A）方向的电流，而CS的刺激强度为130% rMT，线圈方向为诱导侧向至中间（L-M）方向的电流。这种差异可能影响了神经网络的激活方式，进而影响了MEPs的振幅变化。

研究还提到，由于TMS的空间分辨率有限，难以精确确定其激活的神经区域。因此，研究者认为，未来的研究可以借助高密度脑电图（EEG）技术，以更精确地记录TMS引发的脑电活动，特别是在极短的时间窗口内，如IHI典型的时间间隔（10毫秒）。这种技术进步将有助于更深入地理解半球间兴奋性变化的机制。

最后，研究者指出，虽然实验结果支持了半球间存在兴奋性协调的假说，但这一结论仍然需要更多的研究来验证。例如，是否存在其他因素（如疲劳、年龄或疾病）影响了这种相关性，以及这种相关性是否在自然运动条件下仍然存在。此外，研究者还强调了在“静止”条件下获得的电生理数据可能无法完全反映自然运动中的生理过程，因此需要进一步探索这些条件下的变化。

总的来说，该研究通过大量实验数据的分析，揭示了半球间兴奋性变化的复杂性，并为理解大脑半球之间的协调机制提供了新的视角。这些发现不仅有助于神经科学领域的理论发展，也可能对临床应用，如神经康复和神经调控技术，产生重要影响。