运动想象在卒中偏瘫患者运动功能康复中的神经机制研究

运动想象是脑卒中后瘫痪患者运动功能康复的一种有效的治疗方法，但其相关神经机制仍不清楚。本项目结合fMRI/DTI及EEG/ERP等技术获取在运动想象治疗过程中脑结构与功能的动态分子影像学数据，建立基于EEG和fMRI 信息融合的具有高时空分辨的运动功能网络模型，分析运动想象对运动皮层及其功能连接的动态影响，明确功能区之间的相互关系及变化趋势，揭示在运动想象治疗中运动功能网络动态转换的神经机制；探索运动想象对皮质脊髓束完整性的动态影响，明确运动想象在卒中后受损运动传导通路修复或重塑过程中的作用；对运动想象治疗中运动功能区的偏侧化指数、FA非对称比值、功能网络连接强度与FM、WMFT运动功能指标、SEP及MEP等电生理指标进行线性相关及多重比较分析，明确运动功能康复与脑功能区激活模式、运动传导纤维束完整性之间的相关性，为运动想象疗法的最佳适用时机、治疗效果、适应症选择等提供客观有效的观测指标。

应用功能核磁共振成像、扩散张量成像和近红外成脑成像技术，采集 45 例脑卒中患者、20例健康老年人及25例健康青年人功能影像数据，对脑卒中患者运动执行和运动想象的脑激活模式、功能网络、结构网络进行了系统研究。老年组运动想像能力评分为36.5±5.6，青年组运动想像评分为36.5±2.7，两组间无显著差异（p=0.27）。在运动执行及运动想象时，老年人和青年人脑区激活极为相似，主要激活脑区为对侧M1、PMC、SMA及小脑。利用近红外脑功能成像研究显示，运动想象和运动执行时大脑皮层激活部位及强度相似，左手运动执行时激活脑区为右侧SMA、PMC和M1区，左手运动想象时激活的脑区为右侧PMC区，右手运动执行时激活脑区为左侧PMC、M1和SMA区，右手运动想象时激活的脑区为左侧PMC和M1区。应用 fMRI研究发现，右手偏瘫患者患手运动执行主要激活对侧的运动皮层，如M1，PMC, SMA等，运动想象主要激活双侧的M1，PMC, SMA，激活区域向前延伸至额中、下回。左手偏瘫患者患侧手的运动执行激活的主要运动脑区为M1，PMC, SMA等，运动想象脑部激活的脑区比较少，PMC ,SMA激活明显，M1激活不明显。卒中患者在患侧皮质脊髓束、额枕下束、钩束、丘脑前辐射、上纵束、胼胝体额部和双侧胼胝体枕部的FA值显著降低（p<0.005）；患侧皮质脊髓束的λ1值也显著降低（p<0.05）；但患侧皮质脊髓束、钩束、胼胝体枕部的λ23值显著升高（p<0.008）。患侧皮质脊髓束的λ1值与FMA评分存在显著正相关（r=0.416，P=0.048）。运动想象治疗纵向fMR结果显示，治疗前患者皮层区域激活非常广泛，除运动区以外的区域，非运动区域额叶，顶叶这些也有大面积的激活。运动想象治疗后皮层运动区的激活面积明显减少，非运动区以外的脑区激活也急剧减少。通过静息态功能数据研究发现，卒中患者大脑中与患侧M1区之间功能连接增强的脑区为患侧顶下回、额中回、双侧额上回、SMA，功能连接降低的脑区为双侧M1区。运动想象治疗后,患侧M1区与对侧M1区之间功能连接增强，与SMA、中央旁小叶之间的功能连接下降。患者双侧M1之间的功能连接变化与其运动功能评分（FMA）之间具有显著相关性。结果表明，在运动想象治疗后运动网络功能有所恢复，功能连接可以作为卒中后偏瘫患者运动功能康复的一种生物学标记。