北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院12月14日電（通訊員 高欣悅）近日，清華大學(xué)附屬北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任潘鈺團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)電子工程系教授竇維蓓提出了多層級(jí)腦不對(duì)稱性綜合分析（CAMBA）框架，該框架將三個(gè)不同層級(jí)的腦交互整合到統(tǒng)一的腦不對(duì)稱性分析管道，捕捉節(jié)點(diǎn)和半球水平的腦不對(duì)稱性動(dòng)態(tài)，并擴(kuò)展到其他功能模態(tài)、信號(hào)空間和臨床問(wèn)題，對(duì)卒中患者的康復(fù)治療和功能恢復(fù)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
腦不對(duì)稱性是指人類大腦兩半球的相應(yīng)區(qū)功能不盡相同的現(xiàn)象，被認(rèn)為有利于腦對(duì)不同任務(wù)的并行高效處理。腦是一個(gè)動(dòng)態(tài)的分布式系統(tǒng)，幾乎所有復(fù)雜的行為都需要腦不同區(qū)域的共同參與協(xié)調(diào)和多層級(jí)的交互。然而，目前對(duì)于腦不同層級(jí)交互中的不對(duì)稱性缺少系統(tǒng)的分析方法。卒中引起的腦損傷對(duì)多層級(jí)交互、多頻帶、半球內(nèi)和半球間連接上的廣泛損害，打破了正常人腦半球間的分離、整合平衡和相對(duì)穩(wěn)定的不對(duì)稱性動(dòng)態(tài)，如能進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練和治療，可能會(huì)誘發(fā)大腦產(chǎn)生可塑性變化，為改善受損害的功能提供神經(jīng)基礎(chǔ)。
該研究提出了一種多層級(jí)腦不對(duì)稱性綜合分析（CAMBA）框架，將三個(gè)不同層級(jí)的腦交互整合到統(tǒng)一的腦不對(duì)稱性分析管道，捕捉節(jié)點(diǎn)和半球水平的腦不對(duì)稱性動(dòng)態(tài)。該框架應(yīng)用于健康人和卒中患者的靜息態(tài)EEG數(shù)據(jù)集，主要研究了卒中對(duì)各層級(jí)腦交互和各頻帶腦不對(duì)稱性帶來(lái)的影響、不同的下肢康復(fù)治療引起的腦不對(duì)稱性的改變模式，以及基于基線時(shí)的臨床和腦不對(duì)稱性特征，預(yù)測(cè)特定康復(fù)訓(xùn)練策略下的功能恢復(fù)的能力。
圖1. 多層級(jí)腦不對(duì)稱性分析框架（圖源：Hao et al., NeuroImage, 2023）
該研究應(yīng)用CAMBA框架分析了兩種康復(fù)訓(xùn)練策略：基于BCI的主動(dòng)康復(fù)策略與基于足踝機(jī)器人的被動(dòng)康復(fù)策略。數(shù)據(jù)顯示，兩種策略都顯著提高了患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能，但BCI組的改善顯著大于足踝機(jī)器人組。基于BCI的主動(dòng)康復(fù)策略能夠使卒中患者的異常腦不對(duì)稱性向健康人的水平靠近，而基于足踝機(jī)器人的被動(dòng)康復(fù)策略在腦不對(duì)稱性上沒(méi)有表現(xiàn)出類似模式。
此外，通過(guò)應(yīng)用CAMBA框架可以發(fā)現(xiàn)，BCI組治療前后特定不對(duì)稱性指標(biāo)的變化與下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分的變化顯著相關(guān)，而足踝機(jī)器人組在腦不對(duì)稱性上沒(méi)有表現(xiàn)出類似模式，個(gè)體間表現(xiàn)差異大，不對(duì)稱性指標(biāo)的變化與下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分的變化均無(wú)相關(guān)性。以上結(jié)果表明，不同的康復(fù)策略或可誘導(dǎo)不同的神經(jīng)可塑性和功能重組模式。
該研究以CAMBA framework: Unveiling the brain asymmetry alterations and longitudinal changes after stroke using resting-state EEG為題發(fā)表在NeuroImage上，潘鈺、竇維蓓為本文的通訊作者，清華大學(xué)電子工程系博士研究生郝澤軒為本文第一作者。北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主治醫(yī)師翟曉雪，康復(fù)治療師彭博、程丹丹、張言林亦為本研究做出貢獻(xiàn)。
北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院APP
快速掛號(hào)
