CMC学习系列 (9):对侧半球可能支持中风后的恢复-编程知识

对侧半球可能支持中风后的恢复

0. 引言
1. 主要贡献
2. 方法
- 2.1 患者信息
- 2.2 行为测试
- 2.3 运动任务/实验范式
3. 结果
- 3.1 对照参与者和卒中患者的相干图
- 3.2 地形图上的CMC标签
4. 讨论
5. 总结
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论文地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213158212000319
论文题目：Changes in the location of cortico-muscular coherence following stroke
论文代码：无

0. 引言

卒中导致残余脑网络重组。这些网络中大脑区域的功能作用尚不清楚，尤其是对侧半球的大脑区域。我们研究了 25 名患有一系列运动障碍的中风患者和 23 名健康年龄匹配的对照组。在所有健康对照组的对侧感觉运动皮层中都发现了β 和 γ 带的皮质-肌肉相干性峰值，但在卒中患者中更为普遍，包括在对侧半球发现的一些峰值（7 名患者为 β 相干性，5 名患者为 γ 相干性）。相干值和相干峰与对照平均值的距离都与损伤无关。不仅在一些高度受损的患者中，而且在一些功能恢复良好的患者中发现了对侧半球的峰值CMC。我们的研究结果提供了证据，证明广泛的大脑皮质区域，包括对侧半球的一些区域，可能对中风后受影响肌肉的肌电图活动产生影响，从而支持功能恢复。

1. 主要贡献

我们检查了卒中患者和对照组的皮质-肌肉相干位置。
峰值相干性位置在脑卒中患者中分布更广。
在一些患者中，在对侧半球发现了峰值相干性。
患者的连贯性位置与损伤无关。
对侧半球可支持卒中后功能性运动恢复。

2. 方法

2.1 患者信息

25名卒中患者（平均年龄52岁±14岁，范围19-81岁;19名男性，3名左撇子，13名惯用手受累）和23名健康对照者（平均年龄50±20岁，范围23-77岁;11名男性，2名左撇子）参与。所有患者均患有首次中风，至少手腕和手指伸肌以及手部骨间无力，并且没有任何其他神经系统疾病。

2.2 行为测试

所有患者均根据以下结局指标进行评分;
1）动作研究臂测试，
2）握力，
3）九孔钉测试，
4）箱体和块定时测试。
对这些评分进行了主成分分析（PCA），以考虑地板和天花板效应，并将第一个成分用作每位患者的单一损伤评分。

2.3 运动任务/实验范式

在 MEG 记录期间，受试者用手法进行了视觉提示的等距握手。在扫描之前，记录每个受试者的最大自主收缩（MVC）。患者使用受影响的手，并使用每只手在单独的块中扫描对照。对于每只手，进行了 2 × 8 分钟的 60 次试验。执行手握的提示是屏幕上出现的“力温度计”，它提供有关所施加力的连续视觉反馈。目标力设置在MVC的15%到30%之间，并以视觉方式显示。每次握持持续 3 秒，刺激间隔在 3 到 7 秒之间。在不活动的手上放置了一个操纵装置，以检查镜子的运动。

3. 结果

3.1 对照参与者和卒中患者的相干图

使用线性约束最大方差（LCMV）波束形成器从峰值β和γ相干坐标中提取源信号。源方向在产生最大信号方差的方向上。在 MEG 源信号和 EMG 通道阶数之间生成相干图，以查看该位置的相干值。相干性值介于 0 和 1 之间。所有相干谱均在95%置信区间进行阈值。如果参与者的 CMC 高于 95% 置信区间阈值，则将其纳入进一步分析。
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3.2 地形图上的CMC标签

所有受试者都能够充分执行抓握任务，两组之间的目标准确性没有差异（对照组的平均力为 18 ± MVC 的 1.5%，患者的平均力为 16 ± 2%）。患者梗死位置如图2所示。A，除两名患者（表1中的12和21患者）外，所有患者都保留了初级运动皮层的手部区域。第一个 PCA 成分解释了所有 4 个结局评分的 85% 的方差，因此被用作代表性行为评分。
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4. 讨论

在这项研究中，在等长握持期间测量皮层和前臂肌肉的同时记录，以找到与活动肌肉最一致的皮质位置。这些结果提供了证据，表明广泛的皮质区域能够影响肌肉活动，并参与支持中风后恢复的手部功能。在相干值或相干峰坐标与对照组的距离与损伤水平之间没有发现显著相关性。当简单地比较那些具有“正常”峰值CMC位置的患者和那些具有“远处”的患者时，损伤水平也没有差异。总体而言，这些结果表明，在一些患者中，对侧半球可以作为卒中后功能相关肌肉的连贯下行皮质驱动力的来源。总体而言，这些研究指出了对侧半球可能对某些患者卒中后运动控制的潜在影响。

我们的研究是新颖的，因为它评估了具有各种损伤的患者，并探索了源水平分析。我们的数据无法回答来自如此广泛的皮质区域的信号如何直接影响肌肉活动，只能回答CMC存在于同质M1以外的区域。我们的数据至少证实了某些患者中存在非 M1 和对立的 CMC 源。

发现患者的 γ 相干值显着低于对照组，而 β CMC 值没有显着差异。损伤较多的患者具有较低的伽马相干值，尽管这代表了一个不显着的趋势。在两项研究中，伽马值差异的原因目前尚不清楚，但可能与患者执行握力任务的动态阶段的方式有关。

总之，我们提供了直接证据，证明对侧半球的大脑区域参与中风后受影响肌肉的活动，从而支持恢复功能。我们的研究结果还强调了了解中风患者大脑重组变异性的重要性。具体来说，他们认为，在所有情况下，对侧半球不一定被视为阻碍运动功能的恢复。这一发现对旨在调节任务相关半球平衡的康复治疗研究中的患者分层方式具有重要意义，特别是那些涉及皮质刺激技术的研究，并且可以在某种程度上解释使用这些技术的小规模研究结果的可变性。