无创脑刺激在神经系统疾病中的应用进展

admin Post in 2013.02, 医学进展
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王夏红 医师

最近20年,无创脑刺激(non-invasive brain stimulation,NBS)的治疗效果引起了广泛的关注。经颅磁刺激  (transcranial magnetic stimulation,TMS)和经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulatioin,tDCS)作为无创脑刺激最常用的两种技术,在治疗神经系统疾病中展示出了非常有潜力的应用价值。与手术及深部脑刺激相比,无创脑刺激具有无痛、无创、操作简便、安全可靠等优点。本文主要介绍T M S 和tDCS两种无创脑刺激的研究历史、基本原理及其在神经系统疾病中的应用。

TMS的研究历史

1985年,英国sheffield 大学Anthony Barker教授发现:将磁刺激线圈放置于健康人运动皮质区相应的头皮上,可以观察到手部肌肉抽动,将表面电极贴在小指外展肌,可记录到运动诱发电位(Motor  Evoked Potentials,MEP),这就是经颅磁刺激。

TMS的基本原理

T M S 的基本原理在于磁刺激器线圈可以产生随时间变化的磁场,从局部刺激大脑皮质,这种局部的磁场脉冲几乎不衰减地通过头皮和颅骨,在大脑皮质运动区的神经组织产生环行感应电流,使神经细胞去极化并产生诱发电位。T M S 技术主要有三种刺激模式:单脉冲T M S、双脉冲T M S和重复经颅磁刺激(r T M S),其中r T M S影响大脑特定皮质区的兴奋性,显示出了非常独特的功效。低频是指低于1Hz,高频是指高于或者等于5Hz,低频 r T M S 降低神经细胞兴奋性,抑制皮质活动;高频rTMS 则提高神经细胞兴奋性,增强皮质活动。

TMS在神经系统疾病诊断中的作用

TMS能评价运动传导通路的功能,从大脑的运动皮层 、 皮层脊髓束、皮层核束、胼胝体、神经根和周围神经到肌肉的传导通路功能;能确定运动传导通路病变部位,鉴别是脱髓鞘和还是轴突病变,有助于运动系统疾病的诊断和预后的评估,例如多发性硬化、贝尔麻痹、神经丛损伤、心因性瘫痪。TMS可以用来测定以下神经电生理的指标:

  1. 运动阈值的测定。
  2. 测定中枢传到时间。
  3. 静息期的测定
  4. 运动诱发电位的测定。
  5. 大脑皮层内神经的传导时间
  6. 运动皮层兴奋性的测定

 

TMS在神经系统疾病治疗中的作用

TMS不仅能增加或者降低大脑运动皮层的兴奋性,还对视皮层、前额叶、顶叶、小脑发生作用,可以用来治疗神经系统疾病。首先2008年FDA批准了TMS可以用来治疗抑郁症。此后,TMS在其他疾病治疗中的作用 进行了深入和广泛的研究,例如:它可以用来治疗癫痫、帕金森综合症、中风、疼痛、精神分裂症、多发性硬化、阿兹海默病、自闭症、书写痉挛等疾病,在神经康复方面也起到了辅助作用。rTMS的治疗效果受两方面因素的影响,一方面是rTMS治疗时的频率、刺激部位、刺激强度、刺激的脉冲、刺激持续的时间、刺激疗程、线圈的形状; 另一方面是患者的病情严重程度、药物治疗情况和个体因素。

tDCS的研究历史

用电刺激来调整大脑功能可以追溯到古罗马时代,但是本世纪初tDCS才被重新评估。

tDCS的基本原理

tDCS是一种非侵袭性、利用微弱电流(1-2mA)调节大脑皮质神经细胞活动的技术。通过放置在头皮的两个电极,以微弱的极化直流电作用于大脑皮质。tDCS由阴极和阳极两个表面电极片构成,阴极对大脑皮质起抑制作用,阳极对大脑皮质起兴奋作用。神经生理方面的研究表明,tDCS通过调整神经递质如:谷氨酸、r一氨基丁酸、多巴胺、五羟色胺、类胆碱起作用。

tDCS在神经系统疾病治疗中的作用

tDCS可以用来治疗癫痫、帕金森它可以用来治疗抑郁症、癫痫、帕金森综合症、中风、慢性疼痛、精神分裂症、多发性硬化、阿兹海默病和改善认知功能。

综上所述:TMS和tDCS作为最常用的两种无创脑刺激技术,在神经系统疾病方面具有潜在的应用价值。另一方面,在临床实验中还需要对实验方法和参数做进一步的探索。但是,无论如何,相信无创脑刺激的发展会具有越来越大的吸引力,服务于人类健康事业。

 


                                                 

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