【摘 要】
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神经血管耦合(Neurovascular Coupling,NVC)是一种神经激活支持机制,涉及神经系统、代谢系统和血管系统之间的协同作用。重复经颅磁刺激(Repetitive Transcranial Magnetic S
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神经血管耦合(Neurovascular Coupling,NVC)是一种神经激活支持机制,涉及神经系统、代谢系统和血管系统之间的协同作用。重复经颅磁刺激(Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation,rTMS)作为一种神经刺激手段,可对刺激靶区或对侧脑区的神经组织形成兴奋或抑制的改变,并可通过电生理、生物化学以及行为学等多种参数予以反映。已有的rTMS引起脑功能变化的研究主要单独围绕rTMS下电生理变化或rTMS下血氧变化,缺乏对rTMS下神经血管耦合过程变化的研究。rTMS作用下的脑电(Electroencephalogram,EEG)与近红外光谱(Near-Infrared Spectroscopy,NIRS)联合分析对于揭示大脑活动过程中神经血氧耦合关系具有重要意义。本文搭建了 rTMS-EEG和rTMS-NIRS信号采集平台,开展了 1Hz和5Hz两种频率rTMS刺激实验。首先对两种频率rTMS刺激下对侧EEG以及血氧变化进行了独立分析,结果显示:rTMS刺激后对侧运动区EEG功率谱能量缓慢下降,而血氧浓度则先逐步上升后缓慢下降,二者均存在rTMS迟滞效应。随后,对rTMS刺激下对侧神经电生理与血氧之间存在的相关性和格兰杰因果性分别进行了对比分析。总体上,EEG功率谱与血氧变化呈显著负相关关系,且存在显著的因果关系。相比于1HzrTMS,5HzrTMS刺激显著增强了对侧和运动区紧密相关的EEG α和β频段与各血氧参数之间的相关性和因果程度,并降低了最优拟和阶次。综上,推测高频rTMS刺激增强α和β频段与各血氧参数之间的相关性、降低拟合阶次和增强因果性的主要原因是高频rTMS刺激增强了对侧神经血氧耦合的紧密程度,使神经血氧耦合由复杂离散的耦合趋向于单纯直接的耦合,从而加强了 EEG和血氧之间的因果关联。本文采用实验研究了 rTMS作用下的神经血氧相关性和因果性,并分析了rTMS刺激频率对神经血管耦合的影响。本文结果将为rTMS作用下的神经血管耦合机制研究提供新的方法和思路。
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