【INC国际大咖研究成果】迷走神经刺激调节丘脑局部场电位中的相位-振幅耦合-INC国际神经外科医生集团

　　James T.Rutka（鲁特卡）教授曾任世界神经外科学院院长，30多年来深耕儿童神外研究，带领团队不断突破，从脑瘤分子分型、精准治疗、新药治疗、微创治疗，为全球神经外科疑难病患儿带来希望，他发表了研究《Vagus Nerve Stimulation Modulates Phase-Amplitude Coupling in Thalamic Local Field Potentials》（迷走神经刺激调节丘脑局部场电位中的相位-振幅耦合），以下是研究简述。

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　　目标

　　迷走神经刺激（VNS）的抗癫痫效应被认为是通过调节丘脑皮质传入神经回路介导的。跨频段相位-振幅耦合（PAC）是一种跨多时空尺度的层级网络协调机制。在本研究中，我们利用来自五名同时接受丘脑深部脑刺激和迷走神经刺激的患者的中线核及前核的局部场电位记录，来研究丘脑响应迷走神经刺激的神经生理学变化。

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　　引言

　　迷走神经刺激对于不适合切除性手术的难治性癫痫患者是一种有价值的治疗选择。对于合适的候选者，可观察到迷走神经刺激植入后癫痫负担显着减少，应答率高达65%。然而，尽管这项技术已广泛应用——已进行了超过10万例——迷走神经刺激的作用机制仍未完全明了。

　　迷走神经的远处传入投射可能介导了该疗法的抗癫痫机制，先前被描述为迷走神经传入网络。迷走神经传入纤维主要投射到孤束核和蓝斑，它们共同通过背侧室周束连接到丘脑、前顶盖和下丘脑的广泛投射网络。大量证据表明，传入丘脑的投射在迷走神经传入网络中形成关键枢纽。迄今为止，迷走神经刺激期间丘脑的体内记录一直难以获得。深部脑刺激已成为迷走神经刺激患者中癫痫的另一种神经调控治疗选择。最近，新型深部脑刺激设备问世，能够同时记录来自包括丘脑在内的植入靶点的局部场电位。这些进展的结合为探究丘脑对迷走神经刺激响应的电生理学提供了机会。

　　跨频段相位-振幅耦合是一种神经生理现象，即较慢振荡的相位调节较高频节律的振幅，最近被认为是跨时空尺度绑定信息传递的基本神经机制。低频活动的相位被认为施加了皮层兴奋性的时间窗口，以促进局部神经活动的整合。在正常状态下，由丘脑和新皮层之间的相位-振幅耦合促进的层级性区域间神经通讯可能支持广泛的神经认知功能。与在层级性神经元通讯中的基本作用一致，丘脑皮质相位-振幅耦合的异常也与癫痫发生有关。在癫痫中，在丘脑和新皮层内部都观察到了代表大规模网络动力学改变的病理性相位-振幅耦合，强烈暗示丘脑皮质通讯在发作起始和癫痫发生中的作用。事实上，跨频耦合出现在电发作波前，进一步支持了其在癫痫网络中的作用。

　　鉴于越来越多的证据将相位-振幅耦合与以下方面联系起来：

　　1)跨时空尺度的神经通讯

　　2)癫痫发生

　　3)丘脑作为协调新皮层活动的枢纽的关键作用

　　我们试图利用同时接受迷走神经刺激和深部脑刺激植入患者的体内丘脑记录，来研究迷走神经刺激诱导的丘脑相位-振幅耦合的急性变化。鉴于对相位-振幅耦合在层级性神经通讯中作用的新认识，这些发现为迷走神经刺激对人类丘脑关键枢纽区域内大规模网络组织过程的影响提供了证据，并为迷走神经刺激的作用机制提供了新的假设。

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　　材料与方法

　　从迷走神经刺激"开启"和"关闭"状态下跨越目标核团的接触对记录双极局部场电位数据。

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　　结果

　　主动迷走神经刺激与中线核内theta波、alpha波、beta波相位与gamma波振幅之间的相位-振幅耦合增加相关。在前核内也观察到了相位-振幅耦合变化，尽管这些变化不那么显着。在两个核团中，主动迷走神经刺激也调节了双侧丘脑间的功能连接。