CMC学习系列:EEG-EMG相干性均局限于对侧,同侧无显著相干性
- 0. 引言
- 1. 主要贡献
- 2. 方法和结果
- 2.1 EEG-EMG相干谱
- 2.2 EEG-EMG相干性地形图
- 2.3 3种任务受影响侧与未受影响侧的一致性比较
- 3. 讨论和结论
- 4. 总结
- 欢迎来稿
论文地址:https://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/hs1101.098764
论文题目:Coherence Between Cortical and Muscular Activities After Subcortical Stroke
论文代码:无
0. 引言
最近可能要从CMC方向开一个课题,所以接下来会更新一些CMC的内容,当然别的系列也会抓紧更新的。。。。
CMC的介绍参阅这个:皮层肌肉相干性(CMC)的介绍和实现
背景和目的— 运动皮层和肌肉之间的功能连接可以通过脑电图-肌电图 (EEG-EMG) 相干性来测量。为了评估锥体束病变后对侧和同侧运动皮质之间与肌肉的功能连接,我们调查了 6 例慢性皮质下卒中患者。
方法— 在 3 项强直性收缩任务中记录手部、前臂和二头肌的高分辨率脑电图和肌电图:(1) 肘部屈曲,(2) 手腕伸展,(3) 力量握持。为了评估 EMG 的皮质控制,计算了 EEG-EMG 的相干性。
结果— 在所有情况下,EEG-EMG相干性均局限于对侧感觉运动区,同侧无显著相干性。手部和前臂肌肉受影响侧的脑电图-肌电图相干性明显较小,但肱二头肌则不然。
结论— 恢复后皮质下卒中后与肌肉的所有直接功能连接均来自对侧运动皮层。 病变对近端和远端肌肉的不同影响似乎与皮质脊髓通路的强度有关。
总而言之:本文通过对6例恢复良好的中风患者的实验证明了上述的结论。仍需要讨论和进一步研究的是,同侧连接只有在对侧连接失效时才发挥作用,以及病变对肌肉的影响是否真的同皮质脊髓通路的强度有关。。。。
1. 主要贡献
- 在这项研究中,我们调查了皮质锥体下病变患者的皮质脉络一致性,以阐明与卒中相关的脑损伤后可能发生的皮质脉络连接的变化。
- 在本研究中,我们仅选择恢复良好的长期患者来评估受影响和未受影响的两侧在同一任务中的脑电图-肌电图一致性。
2. 方法和结果
方法采用的是CMC的分析具体计算和实现见:皮层肌肉相干性(CMC)的介绍和实现
2.1 EEG-EMG相干谱
上图(a)展示了患者2在握力任务中受影响侧(蓝线)
和未受影响侧(红线)
的EEG (C3)和EMG (OP肌)功率谱(n分别为170和182)。患侧肌电功率略小于未患侧肌电功率
。然而,双方的一般光谱模式是相似的
。图(b)展示了同一患者
受影响侧(蓝线)和未受影响侧(红线)的EEG-EMG相干谱
。灰色水平线表示95%置信限。仅在未受影响的一侧
(峰值11 Hz)观察到显著的EEG-EMG相干性。
2.2 EEG-EMG相干性地形图
图2。患者4的脑电图-肌电图连贯性的头皮地形图
。为每个任务选择具有峰值相干性的频率
来显示其分布。低于95%置信限
(0.02)的相干值设置为黑色,用于构建地图。脑电图-肌电图的一致性局限于
对侧感觉运动区,而在未受影响的一侧更大
。在这个病人中,有一种趋势,即在患侧的连贯性比在未受影响的一侧更位于前面和中间
。
2.3 3种任务受影响侧与未受影响侧的一致性比较
图3。上图为3个任务中受影响侧
和未受影响侧
脑电图-肌电图一致性的比较
。显示归一化(弧双曲正切变换
)相干性(mean+-SEM
)。对于手腕伸展
和握力任务
,受影响侧的相干性明显小于未受影响侧
。底部,显示3个任务中受影响和未受影响的侧之间显著的脑电图-肌电图一致性的频率桶数的比较(mean+-SEM
)。对于手腕伸展和握力任务,受影响侧的相干性明显小于未受影响侧。
3. 讨论和结论
我们发现患侧 OP 肌(拇指对掌肌)
和 ECR 肌(桡侧腕伸肌)
的 EEG-EMG 相干性明显降低
,这表明中枢运动通路
是产生强直收缩
时 EEG-EMG 相干性
的必要条件
。这种一致性差异
不能归因于产生的力量差异
,因为在轻度
至中度
水平上,EEG-EMG 相干性不受力量大小的影响
。由于患者患有无感觉症状的单纯运动麻痹
,EEG-EMG 相干性极有可能传达了中枢运动指令
,而不是感觉传入反馈
。这一发现也与之前的研究一致,后者显示躯体感觉刺激
对 EEG-EMG 相干性没有干扰效应
。
在本研究中,没有证据表明同侧通往肌肉的通路在 EEG-EMG 相干性方面会增强。受影响一侧
显著的脑电图-肌电图相干性的地形分布与未受影响一侧
的地形分布基本相同
,但相干性估计值较小
。这种差异的部分原因可能
是患者群体的不同
,因为本研究只涉及卒中后平均病程为 4.3 年的成年患者。同侧皮质动眼神经元连接的功能作用仍有争议
,因为之前使用经颅磁刺激的研究报告称
,来自未受影响半球的同侧肌电图反应
与临床恢复并不相关
。如果同侧连接只有在对侧连接失效时才发挥作用
,那么本研究中招募的恢复良好的患者
几乎没有或完全没有同侧脑电图-肌电图一致性
也是合理的。然而,同侧
(未受影响的)感觉运动皮层有可能通过皮质连接或多突触通路协助受影响侧的运动控制
,而由于jittering(抖动)
,同侧(未受影响的)感觉运动皮层可能
对 EEG-EMG 相干性的产生贡献不大
。
另一种可能的恢复机制可能涉及非初级运动皮质区域
。 在本研究中,部分患者表现出患侧脑电-EMG 相干峰值比未患侧更靠前和/或靠内侧的趋势
,如图 2 所示。最近的皮层电图研究显示
,内侧前运动区对这种一致性的产生有贡献
。但是,由于脑电图技术的空间分辨率有限
,可能很难区分初级运动
和前运动活动
。患侧相干性明显降低表明,与非初级运动区相关
的代偿(如果有的话)对 EEG-EMG 相干性的产生并无太大贡献
。(患侧相干性明显降低说明了患侧与健康侧产生较大区别,也说明了是患病侧脑区的损伤导致相干性降低,可能是说这个是初级运动区相关的?而因此觉得非初级运动区相关对相干性影响不大?
)
临床上,众所周知,腔隙性中风患者手部远端肌肉
比近端肌肉
受影响更严重
。急性中风后的恢复也是如此;肩部和肘部的运动功能首先恢复
。确切的潜在机制尚不清楚,但可能与下行直接皮质-脊髓通路的强度
有关。这种临床恢复模式与电生理学发现一致
,即患侧 OP 和 ECR 肌肉的 EEG-EMG 相干性小于未受影响侧
,而肱二头肌却不是这样。
。然而,由于本研究的对象是慢性脑卒中患者
,因此尚不清楚近端肌肉的脑电-EMG 相干性明显正常是由皮质重组引起的
,还是二头肌保留的皮质脊髓束
导致了正常的脑电图-肌电相干性和良好的恢复。目前基于 6 例脑卒中患者的研究结果可能是初步的
,我们还需要进一步的研究来全面了解其恢复机制。
4. 总结
到此,使用 EEG-EMG相干性均局限于对侧,同侧无显著相干性 已经介绍完毕了!!! 如果有什么疑问欢迎在评论区提出,对于共性问题可能会后续添加到文章介绍中。
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