非侵入性腦刺激技術在卒中后認知障礙康復中的應用進展*

王 萍，陳宜懿，顧延慶，戴曉雯，徐 倩，施伯翰

（上海市第二康復醫院，上海 200441）

腦卒中是一種急性腦血管疾病，其致死率極高，全世界排第一，全國排第二；其復發率、致殘率也很高，對患者的健康及生活質量影響嚴重，我國每年新發腦卒中患者達200萬例，其中70%～80%的腦卒中患者因功能障礙不能獨立生活[1-2]。腦卒中后可能會遺留肢體功能障礙、言語障礙、吞咽障礙、認知障礙等，而其中會有50%～70%的腦卒中患者會有不同程度的認知障礙，1/3的認知障礙者會演變成老年癡呆[3]；認知障礙對腦卒中患者的功能康復也有著不同程度的影響。近年隨著康復醫學的不斷發展，腦卒中的認知障礙受到了越來越多的關注，非侵入性腦刺激技術近年就被廣泛應用于臨床腦卒中后認知障礙的康復，本文將針對該技術在腦卒中后認知障礙康復中的應用進行綜述。

1 腦卒中后的認知障礙

腦卒中后認知障礙主要涉及知覺（包括失用、視空間能力等）、注意、記憶、運算、推理、問題解決、執行功能、信息加工及失語等多個領域，上述功能的缺失給患者的生活造成很大的影響[3]。腦卒中后認知障礙是由于大腦出血或缺血后導致大腦不同區域不同程度的受損所造成，即若分管認知障礙的大腦皮層區域受損就會導致不同程度的認知障礙，其與阿爾茨海默病等進展性損傷導致的認知障礙是有區別的，腦卒中后的認知障礙通過積極治療及康復訓練，有可能減輕甚至逆轉[4]。

2 非侵入性腦刺激技術的作用機制

非侵入性腦刺激技術作用于神經網絡，影響神經遞質的釋放，從而改變神經活性促進神經元可塑性的變化及神經環路的重建[5]。近年來，被研究最多的是經顱磁刺激和經顱直流電刺激。

2.1 經顱磁刺激

經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation,TMS）作為一種非侵入性、無創、無痛、安全性較高的新型非侵入性腦刺激技術，利用刺激線圈瞬變電流產生的磁場穿透顱骨，產生感應電流，從而刺激神經元引起腦內代謝及神經元活動的改變[6]。TMS常用的有單脈沖（sTMS）和重復經顱磁刺激（rTMS），而rTMS常用于產生神經調控、改變皮質興奮狀態促進腦部受損網絡的修復和重塑[7]。rTMS根據頻率分為高頻刺激（＞1Hz）和低頻刺激（≤1Hz），高頻刺激具有提高皮質興奮性作用，低頻則降低皮質興奮性。其中高頻率rTMS通過刺激神經去極化，直接增加神經連接的數目，進而促進腦功能改善，可形成持續效應；而低頻率rTMS主要通過作用于健側半球，以恢復患者的腦功能[8]。有研究顯示，高頻刺激的療效優于低頻刺激，而低頻刺激的優勢在于相同治療時間內明顯減少患者所受磁刺激脈沖數，從而提高患者耐受性與治療安全性[9]。實驗發現，TMS治療使突觸結構發生改變，可增強突觸的傳遞功能，從而改變大腦神經網絡[7]。

2.2 經顱直流電刺激

經顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation,tDCS）是一種利用恒定、低強度的直流電調節大腦皮層神經元活動的神經調控技術[10]。tDCS可以通過向大腦施加弱直電流（1～2mA）來改變大腦神經元的靜息電位及調節神經元活動，陽極tDCS能提高皮質興奮性，而陰極tDCS通常降低皮質興奮性[11]。tDCS不觸發動作電位，但會對單個神經元的脈沖時間產生影響，改變細胞放電速率，引起皮質興奮性的整體調節[12]。

3 非侵入性腦刺激技術的臨床應用

TMS和tDCS均屬于非侵入性腦刺激技術、無痛、無創。由于常規的康復訓練對于腦卒中后認知障礙的康復效果具有一定局限性，因而神經調控這種自上而下、從根本上解決問題的方法受到臨床研究的關注[13]。

3.1 TMS在腦卒中認知障礙康復中的應用

在神經康復領域，TMS能修復神經元的損傷，調節神經遞質的釋放，隨著TMS在腦卒中病理生理過程中的作用一步一步地被挖掘出來，其作用于腦卒中后患者的認知障礙效果明顯，同時TMS刺激對患者的腦電圖無明顯影響[14]。由于TMS有高頻、低頻供選擇，選擇何種處方及大腦的刺激部位，這是TMS在臨床應用中需要進行確定的，因此有很多學者進行了應用探討。溫秀云等[15]選擇了前額葉背外側區域進行重復經顱磁刺激，最終發現TMS治療能改善患者的記憶和認知功能，可在一定程度上延緩癡呆的發生。尹明宇等[16]選取25例腦卒中后認知障礙患者進行經顱磁刺激治療，隨機分為刺激組12例和對照組13例，選擇刺激的區域為左側前額葉背外側區。丁巧芳等[17]觀察不同頻率重復經顱磁刺激對腦卒中后認知障礙患者認知功能和功能獨立性的臨床療效時仍然選擇的刺激部位為前額葉背外側區。馬喆喆等[18]觀察高頻重復經顱磁刺激（rTMS）對腦卒中后注意障礙患者的注意功能和事件相關電位的影響時同樣選擇的刺激部位為額葉背外側區。雖然大腦中負責認知相關的區域較多，但從目前的研究文獻中可以發現TMS在認知障礙的臨床應用中主要選擇部位為前額葉背外側區。最近Khedr EM等[19]對帕金森病（PD）患者進行了連續2周（每周5天）雙側初級運動皮層的刺激，并在試驗前后評定了蒙特利爾認知評估量表、簡易精神狀態評估量表、臨床癡呆評定量表及日常生活能力評定量表。結果顯示，刺激前后僅簡易精神狀態評估量表和蒙特利爾認知評估量表的評分有微小增加，臨床癡呆評定量表和日常生活能力評定量表的得分并無顯著變化，提示想利用TMS改善PD患者的認知功能，可能需要從額葉的區域選擇更合適的刺激靶點。

關于TMS的刺激頻率及強度的選擇，全雪梅等[9]探討了不同頻率rTMS改善腦卒中后認知障礙患者的效果，其將60例腦卒中后認知障礙患者按隨機數字表法分為三組各20例，對照組給予假刺激治療，低頻組與高頻組分別采用低頻、高頻rTMS治療，通過簡易智力狀態檢查量表（MMSE）與蒙特利爾認知功能（MoCA）量表評分及P300變化情況發現低頻、高頻rTMS均可顯著改善腦卒中患者的認知障礙，二者療效相當，均顯著優于假刺激治療。Guse B等[20]采用系統評價研究發現，頻率在10～15Hz、強度為80%～110%MEP的高頻rTMS刺激工作記憶及短暫記憶改善有顯著效果。丁巧芳等[17]在研究不同頻率rTMS對腦卒中后認知障礙患者的影響時選取了60例患者并隨機均分為高頻組、低頻組、聯合組和對照組，高頻組選擇5Hz的刺激、低頻組1Hz，聯合組患側先高頻5Hz然后再健側1Hz，對照組給予假刺激，最后發現高頻刺激、低頻刺激的結果均優于對照組，聯合組的效果最好。

3.2 tDCS在腦卒中認知障礙康復中的應用

tDCS通過陽極刺激大腦的前額葉背外側區，額中部可以改善患者的認知功能，非活動電極放在對側眼眶或三角肌部位，Hwang KK等[21]在臨床隨機對照試驗中發現tDCS有助于改善認知反應。工作記憶（Working memory,WM）是支持復雜思維的一種基本認知能力，但其能力有限，WM培訓對那些需要更高WM能力的人顯示了潛在的好處。許多研究表明，tDCS可以通過頭皮上的電極向大腦皮層傳遞低電流，從而瞬間提高WM的工作效率[22]。在一些研究中，tDCS也被認為是一種有前途的干預措施，可以增強WM訓練[23]。然而，很少有tDCS配對的WM訓練研究，更多地關注tDCS對WM增強的作用及其在訓練后的遷移性，而較少關注訓練過程中認知能力的變化。Ke Y等[24]試圖探討在西醫訓練期間，tDCS對健康年輕人工作表現變化的影響。所有受試者均接受負荷適應性言語N-back任務的WM訓練，為期5天。在訓練過程中，采用主動/假陽極tDCS刺激左背外側前額葉皮質（DLPFC）。為檢驗訓練效果，在訓練前1天和訓練后1天分別進行訓練前后測試。在每次訓練開始時，進行穩定負荷WM任務，以檢驗訓練過程中的表現變化。與假刺激相比，WM訓練與主動陽極tDCS相結合時，在訓練過程中表現指標的學習率更高。積極組的表現改善（前處理后）也高于假刺激組，并被轉移到類似的未經訓練的WM任務中。進一步分析顯示，訓練改善與基線表現呈負相關。這些研究結果顯示，對于那些需要更高工作記憶能力的人來說，tDCS可能被用作促進WM培訓的干預措施。注意力的缺陷也會影響患者的日常生活能力及運動功能，陳滟等[25]用經顱直流電陽極作用于一名腦卒中后注意力缺陷患者前額葉及前額葉背外側區，刺激量為1.1mA，每天上午進行前額葉刺激，下午采用前額葉背外側刺激，每次20min，最后發現患者的注意改善明顯。

4 小結

近年來，隨著非侵入性腦刺激技術的研究不斷發展，其被應用于臨床康復也越來越多，尤其是在腦卒中后的失語癥及運動功能障礙等方面，對于腦卒中后的認知障礙方面應用及研究從近年的文獻中可以發現，研究的樣本量均相對較少；其次，由于認知包括記憶、注意、執行功能等等，涉及大腦的皮層也較多，故不論是TMS還是tDCS，其刺激部位如何選擇更加合理、治療劑量如何設置更有待于進一步探討。