脊髓损伤患者远端脊髓训练任务依赖性神经可塑性的fMRI研究

脊髓损伤（SCI）后在损伤部位远端脊髓内存在神经可塑性，具有运动学习能力。康复训练作为促进SCI后运动功能恢复的重要治疗措施，正从传统代偿模式向训练任务依赖性神经可塑性模式转换。减重活动平板步行训练（BWSTT）作为《脊髓损伤康复循证指南》推荐的任务特异性训练方法，其改善SCI功能预后的理论基础据推测在于启动任务依赖性可塑性作用，但目前在人类尚无可靠证据。脊髓功能磁共振（fMRI）作为客观评测脊髓功能新的无创检查手段，是进行活体脊髓可塑性研究的理想工具。本研究以进行SCI临床试验最具说服力的胸髓完全损伤患者为代表，通过临床随机对照试验，定量分析BWSTT前后损伤部位以下脊髓腰膨大内fMRI信号的变化，首次从脊髓神经元功能活动的核磁变化角度来阐明步行训练后脊髓可塑性的作用机制。本课题的实施不仅为SCI后远端脊髓训练任务依赖性神经可塑性提供客观证据，且有助于优化治疗方案、研究新的治疗策略。

脊髓损伤（SCI ）后在损伤部位远端脊髓内存在神经可塑性，具有运动学习能力。康复训练作为促进SCI 后运动功能恢复的重要治疗措施，正从传统代偿模式向训练任务依赖性神经可塑性模式转换。减重活动平板步行训练（BWSTT ）作为《脊髓损伤康复循证指南》推荐的任务特异性训练方法，其改善SCI 功能预后的理论基础据推测在于启动任务依赖性可塑性作用，但目前在人类尚无可靠证据。脊髓功能磁共振（fMRI）作为客观评测脊髓功能新的无创检查手段，是进行活体脊髓可塑性研究的理想工具。. 本研究以40例进行SCI 临床试验最具说服力的胸髓完全损伤患者为代表，随机分组进行康复训练前后的康复评定和脊髓fMRI检查，确定脊髓BOLD fMRI图像采集的参数，优化后处理及分析流程，对个体及群组数据进行统计和定量分析。观察到BWSTT可使胸髓完全损伤患者损伤部位以下脊髓腰膨大内神经元fMRI激活信号增多，改善时间－信号的匹配性，并增加SCI患者脊髓神经元内的正激活信号，增大Z值。证明了任务特异性康复训练对SCI患者损伤部位远端脊髓神经可塑性的影响。不仅为SCI 后远端脊髓训练任务依赖性神经可塑性提供客观证据，且有助于优化治疗方案、研究新的治疗策略。 . 本课题创新点在于：1）首次通过临床随机对照试验，定量分析fMRI信号变化；2）合作开发脊髓fMRI数据处理及分析平台；3）除常规横断位扫描外，还进行了矢状位fMRI功能扫描，并同时增加了弥散张量成像（DTI）检测，以利于，更全面的分析脊髓神经可塑性；4）通过脊髓fMRI检测到脊髓内存在任务依赖性的功能成像信号，既包含正向响应信号，也包括负向响应信号。5）首次从脊髓神经元功能活动的核磁变化角度来阐明SCI患者步行训练后损伤部位远端脊髓的神经可塑性作用机制。6) 应用脊髓DTI直观显示SCI病变部位及损伤部位以下脊髓白质纤维的解剖结构，提供有价值的脊髓纤维束损伤等病理改变的临床信息，可作为显示神经元活动的BOLD-fMRI的补充。