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平衡障碍在卒中偏瘫患者中常见,但站立平衡与大脑皮层激活关系不明。研究人员用功能性近红外光谱技术(fNIRS),探究卒中患者睁眼、闭眼时二者关联。发现多个脑区与平衡相关,为平衡障碍治疗提供新靶点,意义重大。
在日常生活中,我们都能轻松保持站立平衡,可对于卒中偏瘫患者来说,这却是个大难题。很多卒中患者在发病后,平衡能力受到严重影响,不仅无法独立行走,生活质量也大打折扣。据统计,卒中后 2 个月,超半数患者存在平衡障碍,难以独立站立;而 70% 在家康复的患者,一年内还会遭遇跌倒问题。
目前,临床评估平衡功能的方法存在不少缺陷。像常用的观察法、功能测量法(如姿势评估量表 PASS、伯格平衡量表 BBS),评估结果依赖治疗师的经验和判断,准确性欠佳。后来出现的平衡测试系统、力平台等,虽能量化姿势摆动等指标,但也只是关注外在表现,对于平衡功能背后的大脑机制却了解甚少。大脑皮层在平衡控制中起着关键作用,它会根据认知功能、感觉运动功能、过往经验等调整姿势反应。可由于技术限制,直接记录大脑皮层在姿势任务中的活动困难重重。
为了深入了解卒中患者平衡障碍的机制,探索大脑皮层与平衡功能之间的关系,复旦大学附属华山医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们招募了 31 名在 2020 年 7 月至 2022 年 12 月期间,于华山医院康复医学科接受治疗的卒中患者,通过一系列实验,试图揭开平衡与大脑皮层之间的神秘面纱。这项研究成果发表在《Brain Research》杂志上,为后续的临床治疗和研究开辟了新方向。
研究人员主要运用了功能性近红外光谱技术(fNIRS)。这是一种新兴的、非侵入性的神经成像技术,它能在患者进行姿势和行走任务时,测量大脑皮层的静态或动态活动情况。相比其他神经成像技术,它对物理限制要求低,具有便携、成本低、可与运动兼容等优点,非常适合在这类研究中使用。研究人员还记录了患者在睁眼(EO)和闭眼(EC)站立时压力中心(COP)的各项变量,通过综合分析这些数据,来探究大脑皮层激活与平衡表现之间的关联。
患者基本情况
研究共纳入 31 名患者,其中男性 28 名,女性 3 名,平均年龄 50.4±11.7 岁。这些患者涵盖了缺血性和出血性卒中,详细的人口统计学特征,包括性别、年龄、受教育年限、卒中类型、病程、瘫痪侧、BBS 评分和 FMA-LE 评分等,都被详细记录下来,且所有患者都顺利完成了整个研究过程。
Pearson 相关性分析
研究人员对 COP 变量进行了 Pearson 相关性分析。结果发现,在睁眼站立时,代表右侧(同侧半球)前运动皮层(PMC)和辅助运动区(SMA)的 Ch.24 通道的大脑激活值 β,与五个 COP 变量呈现显著的中度相关性。这五个变量分别是:COP 运动区域的短时离散度(S-COPda,r = 0.56,P = 0.001)、COP 速度的长时离散度(r = 0.57,P < 0.001)、COP 的内侧 - 外侧加速度(r = 0.63,P < 0.001)、COP 的内侧 - 外侧速度(r = 0.63,P < 0.001)以及评分(r = 0.56,P = 0.001)。此外,双侧的 PMC、SMA、左侧前额眼动区和左侧初级运动皮层(M1),都与 COP 的内侧 - 外侧速度存在显著相关性(r = 0.48 - 0.56,所有 P < 0.01)。
讨论
近年来,fNIRS 在卒中康复临床研究中的应用发展迅速,但卒中患者平衡表现与大脑皮层激活之间的关系却未得到足够重视。此次研究通过在睁眼和闭眼条件下测量患者的安静站立平衡,并利用 fNIRS 评估大脑激活系数 β 值,深入探究了各种 COP 变量与大脑皮层之间的关联。研究发现多个脑区与平衡表现密切相关,这为理解卒中患者平衡障碍的神经机制提供了新视角。
结论
研究结果表明,卒中患者睁眼站立时,双侧的 PMC 和 SMA、左侧前额眼动区以及左侧 M1 区都与平衡表现相关。这意味着,代表患侧半球运动区最强的通道,可能是治疗平衡障碍的重要神经调控靶点。同时,闭眼时患者的姿势摆动更为明显,说明视觉补偿在维持平衡中起到了重要作用。
这项研究意义非凡,它不仅揭示了卒中患者平衡障碍与大脑皮层之间的内在联系,还为后续的神经调控治疗提供了关键靶点,为提高卒中患者的平衡能力、改善生活质量指明了方向。未来,基于这些研究成果,或许能开发出更精准、更有效的康复治疗方案,帮助更多卒中患者重新找回平衡,回归正常生活。