科学揭秘:运动想象训练如何重塑脑卒中患者大脑运动网络?
科学揭秘:运动想象训练如何重塑脑卒中患者大脑运动网络?
运动想象训练(MIT)是一种通过想象执行特定动作来促进神经功能恢复的非侵入性康复方法。最新研究表明,这种训练不仅能改善脑卒中患者的上肢运动功能,还能重塑大脑运动网络。
在脑卒中康复领域,运动想象训练(Motor Imagery Training, MIT)已成为改善患者偏瘫上肢功能的重要手段。最新研究揭示,MIT不仅能够促进上肢运动功能的恢复,还能引发大脑运动网络的重塑,为理解中风后康复过程中的神经可塑性提供了新视角。相关成果发表在《CNS Neuroscience & Therapeutics》上。
研究背景
脑卒中患者由于大脑运动网络的损伤,常导致肢体功能障碍。MIT作为一种非侵入性干预方式,通过想象执行特定动作来促进神经功能的恢复,已被广泛应用于脑卒中康复领域。然而,MIT如何影响大脑功能重组,特别是对于中重度上肢运动障碍的患者,其背后的神经机制尚不完全清楚。
研究概述
为了深入探究MIT在脑卒中患者康复过程中的作用机制,Hewei Wang等研究人员设计了一项随机对照试验,纳入了39名中至重度上肢运动障碍的脑卒中患者,将其随机分为MIT组和对照组,患者执行手部被动运动进行fMRI扫描。MIT组患者除了常规康复治疗外,还需进行为期四周的运动想象训练,而对照组仅接受常规康复治疗。
Fugl-Meyer上肢评估量表(Fugl-Meyer Assessment Upper Limb, FM-UL),是一个用于评估中风后或其它神经损伤后患者上肢运动功能的标准工具。图1结果表明,MIT组和对照组的FM-UL均有显著改善,并且MIT组的FM-UL改善大于对照组(MIT:14.86±6.71,CON:6.06±8.80,p < 0.001),证明了MIT的辅助治疗效果。
MIT组和对照组康复前后FM-UL评分(图片来自论文)
图2结果表明,当卒中患者被动移动未受影响的手时,激活集中在对侧感觉运动皮层(对侧 M1、S1、SMA)和同侧小脑,呈现出典型的激活模式,类似于健康个体手部运动任务的皮层表征。然而,当卒中患者被动移动受影响的手时,大脑表现出异常的双侧激活模式(主要是双侧SMA和小脑)。
MIT组和对照组在手部被动运动时的大脑激活状态(图片来自论文)
图3结果表明,与对照组相比,MIT组干预后对侧S1和同侧M1中受影响手的被动运动的激活显著降低,说明MIT能够减少双侧感觉运动网络的代偿性激活。
MIT组和对照组在受影响手被动运动时的大脑激活变化(图片来自论文)
通过fMRI数据分析,研究人员构建了大脑网络的功能连接图,揭示了MIT组患者在训练后,病灶同侧半球的运动区域与其它脑区之间的连接模式发生了改变,呈现出更为优化的神经网络结构。
MIT组和对照组在同侧中央前簇的功能连接(FC)(图片来自论文)
研究意义
该研究通过fMRI揭示了MIT在中重度上肢运动障碍脑卒中患者康复的神经重塑机制。MIT不仅能够降低双侧大脑半球的过度激活,还促进了病灶同侧半球运动网络的重组,进而促进了上肢运动功能的恢复。这为脑卒中康复领域提供了重要的科学依据,有助于优化MIT方案,提升康复疗效。
文章来源:
Hewei Wang,Xin Xiong,Zhang Ke-xu, et al. Motor network reorganization after motor imagery training in stroke patients with moderate to severe upper limb impairment. CNS Neuroscience & Therapeutics. 2022;29 (2):619-632. doi:10.1111/cns.14065