蘆海濤,孫莉,郭華珍,張通
低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對腦卒中后記憶及認(rèn)知功能的影響
蘆海濤,孫莉,郭華珍,張通
[摘要]目的觀察低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)刺激右側(cè)前額葉背外側(cè)皮層對腦卒中患者認(rèn)知及記憶功能的影響。方法腦卒中后記憶功能障礙患者40例,隨機(jī)分為磁刺激組(n=19)和假刺激組(n=21),分別接受真假1 Hz rTMS治療。所有患者在治療前、治療結(jié)束后和治療結(jié)束2個(gè)月后分別用蒙特利爾認(rèn)知評估量表(MoCA)中文版、洛文斯頓作業(yè)療法認(rèn)知評估(LOTCA)及行為記憶量表(RBMT)進(jìn)行測評。結(jié)果兩組在治療后及治療結(jié)束2個(gè)月時(shí),MoCA、LOTCA及RBMT評分均有顯著升高(P<0.001),磁刺激組改善程度明顯優(yōu)于假刺激組(P<0.01)。結(jié)論低頻rTMS可以改善腦卒中后認(rèn)知及記憶功能障礙。
[關(guān)鍵詞]腦卒中;重復(fù)經(jīng)顱磁刺激;記憶;認(rèn)知
[本文著錄格式]蘆海濤,孫莉,郭華珍,等.低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對腦卒中后記憶及認(rèn)知功能的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐, 2015, 21(9): 1074-1077.
CITED AS: Lu HT, Sun L, Guo HZ, et al. Effect of low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation on memory and cognition impairment after stroke [J]. Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2015, 21(9): 1074-1077.
血管性認(rèn)知功能障礙(vascular cognitive impairment, VCI)是由多種腦血管病危險(xiǎn)因素和腦血管病引起的從輕度認(rèn)知功能障礙到癡呆的一大類綜合征[1],由腦卒中引起的認(rèn)知功能障礙是主要的病因類型。腦卒中后認(rèn)知功能障礙的發(fā)病率較高,高達(dá)64%的腦卒中患者存在某種程度的認(rèn)知功能障礙,約1/3會明確發(fā)展為癡呆[2]。
另有研究表明,VCI患者存在包括記憶障礙在內(nèi)的多認(rèn)知域損害,大多數(shù)腦血管病輕度認(rèn)知障礙患者均存在記憶功能障礙,而記憶力損害可以非常嚴(yán)重[3-4]。記憶是個(gè)體對其經(jīng)驗(yàn)的識記、保持,以及再認(rèn)或回憶,記憶參與所有其他認(rèn)知過程,決定腦卒中患者感覺運(yùn)動、整體認(rèn)知功能的恢復(fù),日常生活能力的改善以及能否回歸社會。
低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)是在某一特定皮質(zhì)部位給予重復(fù)連續(xù)刺激,產(chǎn)生累積效應(yīng),興奮更多水平方向的神經(jīng)元,刺激局部和遠(yuǎn)隔區(qū)域的大腦功能,且產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)可持續(xù)到刺激停止后的一段時(shí)間[5]。最近幾年,rTMS已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)潛在的治療工具,迅速發(fā)展到多個(gè)臨床領(lǐng)域,如阿爾茨海默病、帕金森病、輕度認(rèn)知功能障礙、耳鳴等[6-9]。對于獲得性腦損傷患者,rTMS主要用來改善失語[10]以及注意功能(如偏側(cè)忽略)[11-12],而對于治療一般認(rèn)知功能及記憶功能障礙的研究很少[13],且重要參數(shù)尚未統(tǒng)一。本研究觀察低頻rTMS對腦卒中患者記憶及認(rèn)知功能的作用。
1.1一般資料
選擇2013年1月~2014年4月入住神經(jīng)康復(fù)科的腦卒中患者40例,均符合第四屆全國腦血管病會議通過的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[14],并經(jīng)腦CT或MRI證實(shí)初次發(fā)病。
納入標(biāo)準(zhǔn):①病程>1個(gè)月;②頸內(nèi)動脈系統(tǒng)腦卒中,初次發(fā)病;③生命體征平穩(wěn),神經(jīng)科癥狀無進(jìn)展;④無嚴(yán)重失語及認(rèn)知功能障礙(簡易精神狀態(tài)檢查評分>17分),可完成記憶及認(rèn)知專項(xiàng)檢測;⑤記憶專項(xiàng)測評有記憶障礙;⑥發(fā)病前記憶及認(rèn)知功能正常;⑦年齡<60歲;⑧自愿參加并簽署知情同意書。
排除標(biāo)準(zhǔn):①多次發(fā)?。虎谟薪?jīng)顱手術(shù)史;③體內(nèi)有金屬異物或植入電子裝置;④并發(fā)癲癇;⑤明顯精神及情緒異常,影響檢查結(jié)果;⑥各種原因不能配合臨床檢查。
使用隨機(jī)數(shù)字表分為磁刺激組和假刺激組。磁刺激組19例、假刺激組21例完成1個(gè)月治療及測評;磁刺激組12例、假刺激組14例完成治療結(jié)束2個(gè)月時(shí)測評。兩組基線資料無顯著性差異。見表1。
表1 兩組基線情況比較(n)
1.2方法
兩組患者均使用常規(guī)二級預(yù)防藥物,并每天進(jìn)行常規(guī)認(rèn)知康復(fù)治療。
采用經(jīng)顱磁刺激儀及“8”字線圈(Magstim公司),對患者右側(cè)前額葉背外側(cè)(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)進(jìn)行刺激。磁刺激組線圈與顱骨表面相切,兩圓相交處的中心置于刺激點(diǎn);假刺激組將磁刺激線圈與患者顱骨表面垂直,使患者能聽見機(jī)器聲,但不會產(chǎn)生治療效應(yīng)[15]。頻率1 Hz,100%運(yùn)動閾值,每個(gè)序列20次脈沖,共30個(gè)序列。每天1次,每周5 d,治療4周共20次。
1.3評價(jià)方法
認(rèn)知功能評定方法包括蒙特利爾認(rèn)知評估量表(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)中文版、洛文斯頓作業(yè)療法認(rèn)知量表(Loewenstein Occupational Therapy Cognitive Assessment, LOTCA)及行為記憶量表(Rivermead Behaviour Memory Test, RBMT)。MoCA現(xiàn)用于篩查多種認(rèn)知功能障礙,敏感性高[16]。LOTCA主要用于腦部疾患的認(rèn)知功能評定,具有良好的效度、信度和敏感度,檢查結(jié)果更客觀、可靠,但沒有記憶和計(jì)算功能測評[17]。RBMT是測評記憶的專項(xiàng)量表,能夠反映日常記憶功能,具有較高的信度和效度,患者易于完成,適用于獲得性腦損傷患者[18]。
患者于入組時(shí)、完成治療時(shí)及治療結(jié)束2個(gè)月時(shí)2 d內(nèi)完成測評。入選患者及負(fù)責(zé)評價(jià)和日常治療的醫(yī)師均不了解分組情況。
1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,計(jì)量資料采取t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料使用χ2檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。
治療結(jié)束時(shí)及治療結(jié)束2個(gè)月時(shí),兩組MoCA、LOTCA及RBMT評分均顯著升高(P<0.001);治療結(jié)束時(shí)兩組間MoCA和LOTCA評分比較無顯著性差異(P>0.05),磁刺激組RBMT評分優(yōu)于假刺激組(P< 0.05);治療結(jié)束2個(gè)月時(shí),磁刺激組LOTCA及RBMT評分優(yōu)于假刺激組(P<0.05)。兩組間所有評分治療前后差值比較,磁刺激組優(yōu)于假刺激組(P<0.05)。見表2~表9。
表2 兩組治療前后MoCA評分比較
表3 兩組治療前后LOTCA評分比較
表4 兩組治療前后RBMT評分比較
表5 兩組治療前后各項(xiàng)評分差值比較
表6 兩組治療前、治療結(jié)束2個(gè)月后MoCA評分比較
表7 兩組治療前、治療結(jié)束2個(gè)月后LOTCA評分比較
表8 兩組治療前、治療結(jié)束2個(gè)月后RBMT評分比較
表9 兩組治療前、治療結(jié)束2個(gè)月后各項(xiàng)評分差值比較
記憶有著復(fù)雜的神經(jīng)功能網(wǎng)絡(luò)。Sandrini等認(rèn)為,雙側(cè)DLPFC在記憶過程中具有特殊作用[19],是記憶的關(guān)鍵腦區(qū)[20]。另有研究選擇左側(cè)DLPFC使用高頻磁刺激改善了記憶功能[21-22];而Turriziani等選取右側(cè)DLPFC區(qū)經(jīng)低頻刺激改善正常人和輕度認(rèn)知功能障礙患者的再認(rèn)功能[23]。
目前關(guān)于rTMS改善記憶功能的神經(jīng)機(jī)制尚不清楚。Miniussi等認(rèn)為,在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域使用磁刺激不僅是調(diào)節(jié)皮層興奮性,更依賴于內(nèi)部聯(lián)系神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活[24]??紤]主要有如下機(jī)制。
通過某一網(wǎng)絡(luò)的局部腦刺激增加皮層興奮性,可以改變異常適應(yīng)模式,增強(qiáng)突觸的可塑性和刺激退化功能的恢復(fù)。如在阿爾茨海默病和腦卒中患者中,部分神經(jīng)元壞死,受累區(qū)域的皮層神經(jīng)元興奮性下降,導(dǎo)致功能受損。在鄰近或連接區(qū)域受損后,由于遠(yuǎn)隔機(jī)能失聯(lián)系,區(qū)域變得“安靜”,因此損傷效應(yīng)就是突觸活動減弱所致的靜止突觸。磁刺激可能逐漸誘導(dǎo)、調(diào)節(jié)靜止但有功能的受抑制區(qū)域[25]。
招募或重建代償網(wǎng)絡(luò)的平衡以代償損失的功能:這可能包括損傷周圍和對側(cè)鏡像區(qū)域。
早期干預(yù)可能通過重建損傷的神經(jīng)元或部分丟失的連接,促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù),即通過強(qiáng)化被刺激網(wǎng)絡(luò)存活神經(jīng)元的突觸活動,改變突觸可塑性[25]。Wang等對大鼠的血管性癡呆模型進(jìn)行rTMS治療,發(fā)現(xiàn)可促進(jìn)突觸發(fā)生和再建,從而增加突觸的傳遞效能[26]。
大腦皮層與深部核團(tuán)有廣泛雙向聯(lián)系,磁刺激可以通過刺激這些核團(tuán)引起神經(jīng)遞質(zhì)、激素、神經(jīng)因子的釋放及血流量的變化。
另外,經(jīng)顱刺激的震動可對認(rèn)知能力產(chǎn)生正面影響。在神經(jīng)系統(tǒng)存在著各種節(jié)律性同步活動,這種大規(guī)模神經(jīng)元集群的同步活動、網(wǎng)絡(luò)共振是大腦計(jì)算能力、聯(lián)想記憶的基礎(chǔ),而TMS可以激發(fā)廣泛部位的高幅度同步振蕩[5]。
本研究顯示,在認(rèn)知功能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,低頻rTMS對腦卒中后記憶功能可能有進(jìn)一步改善作用。本研究還發(fā)現(xiàn),在刺激結(jié)束2個(gè)月時(shí),磁刺激組RB-MT評分高于假刺激組,提示rTMS治療作用可持續(xù)到治療結(jié)束后2個(gè)月,這可能是持續(xù)重復(fù)刺激激活皮層-皮層下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及改變突觸可塑性的結(jié)果[27-28]。另外,rTMS在每次刺激后可能在刺激區(qū)域產(chǎn)生“記憶”被存儲起來,當(dāng)再次作用時(shí),可以在之前的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的效果[29]。多次累積使產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)可持續(xù)到刺激停止后一段時(shí)間,推斷可能的生物學(xué)放大作用使得rTMS產(chǎn)生的后續(xù)效應(yīng)更為強(qiáng)烈。
本研究結(jié)果顯示,低頻rTMS對于患者記憶及整體認(rèn)知功能均有改善作用,對于記憶功能的改善作用更為明顯。
對于腦損傷患者,尤其恢復(fù)早期的患者,高頻刺激是否會引起腦功能紊亂、癲癇等副作用尚不清楚。本研究證實(shí),安全的低頻磁刺激可以改善患者的認(rèn)知記憶功能,具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。
[參考文獻(xiàn)]
[1] Farooq MU, Gorelick PB. Vascular cognitive impairment [J]. Curr Atheroscler Rep, 2013, 15(6): 330.
[2] Petersen C, Breteler M, Nyenhuis L.美國國立神經(jīng)疾病和卒中研究所-加拿大卒中網(wǎng)血管性認(rèn)知障礙統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[J].國際腦血管病雜志, 2007, 15(1): 4-24.
[3] Loewenstein DA, Acevedo A, Agron J, et al. Cognitive profiles in Alzheimer's disease and in mild cognitive impairment of different etiologies [J]. Dement Geriatr Cogn Disord, 2006, 21(5-6): 309-315.
[4] Jokinen H, Melkas S, Ylikoski R, et al. Post-stroke cognitive impairment is common even after successful clinical recovery [J]. Eur J Neurol, 2015, 22(9): 1288-1294.
[5]竇祖林,廖家華,宋為群.經(jīng)顱磁刺激技術(shù)基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用[M].北京:人民衛(wèi)生出版社, 2012.
[6] Zanon M, Battaglini PP, Jarmolowska J, et al. Long-range neural activity evoked by premoter cortex stimulation: a TMS/EEG co-registration study [J]. Front Hum Neurosci, 2013, 7: 803.
[7] Schulz R, Gerloff C, Hummel FC. Non-invasive brain stimulation in neurological diseases [J]. Neuropharmacology, 2013, 64: 579-587.
[8] Sandrini M, Cohen LG. Noninvasive brain stimulation in neurorehabilitation [J]. Handb Clin Neurol, 2013, 116: 499-524.
[9] Takahashi S, Ukai S, Tsuji T, et al. Reduction of cortical excitability and increase of thalamic activity in a low-frequency rTMS treatment for chronic tinnitus [J]. Neurocase, 2015, 21(3): 339-344.
[10] Shah PP, Szaflarski JP, Allendorfer J, et al. Induction of neuroplasticity and recovery in post- stroke aphasia by non- invasive brain stimulation [J]. Front Hum Neurosci, 2013, 7: 888.
[11] Weaver L, Rostain AL, Mace W, et al. Transcranial magnetic stimulation (TMS) in the treatment of attention-deficit/hyperactivity disorder in adolescents and young adults: a pilot study [J]. J ECT, 2012, 28(2): 98-103.
[12] Bonni S, Mastropasqua C, Bozzali M, et al. Theta burst stimulation improves visuo- spatial attention in a patient with traumatic brain injury [J]. Neurol Sci, 2013, 34(11): 2053-2056.
[13] Rektorova I, Megova S, Bares M, et al. Cognitive functioning after repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with cerebrovascular disease without dementia: a pilot study of seven patients [J]. J Neurol Sci, 2005, 229-230: 157-161.
[14]中華神經(jīng)科學(xué)會,中華神經(jīng)外科學(xué)會.各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)[J].中華神經(jīng)科雜志, 1996, 29(6): 379-380.
[15] Ruffini C, Locatelli M, Lucca A, et al. Augmentation effect of repetitive transcranial magnetic stimulation over the orbitofrontal cortex in drug-resistant obsessive-compulsive disorder patients: a controlled investigation [J]. Prim Care Companion J Clin Psychiatry, 2009, 11(5): 226-230.
[16]劉燁輝,孫慧,徐艷國,等.蒙特利爾認(rèn)知評估量表在血管性認(rèn)知損害中的應(yīng)用[J].國際腦血管病雜志, 2015, 23(1): 53-56.
[17]燕鐵斌,馬超,郭友華,等. Loewenstein認(rèn)知評定量表(簡體中文版)的效度及信度研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志, 2004, 26(2): 81-84.
[18]尤春景,韓韶華,許濤. Rivermead行為記憶測驗(yàn)的信度和效度[J].中國康復(fù), 2003, 18(6): 344-347.
[19] Sandrini M, Cappa SF, Rossi S, et al. The role of prefrontal cortex in verbal episodic memory: rTMS evidence [J]. J Cogn Neurosci, 2003, 15 (6): 855-861.
[20] Balconi M. Dorsolateral prefrontal cortex, working memory and episodic memory processes: insight through transcranial magnetic stimulation techniques [J]. Neurosci Bull, 2013, 29(3): 381-389.
[21] Cho SS, Yoon EJ, Lee JM, et al. Repetitive transcranial magnetic stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex improves probabilistic category learning [J]. Brain Topogr, 2012, 25(4): 443-449.
[22] Balconi M, Ferrari C. rTMS stimulation on left DLPFC increases the correct recognition of memories for emotional target and distractor words [J]. Cogn Affect Behav Neurosci, 2012, 12(3): 589-598.
[23] Turriziani P, Smirni D, Zappala G, et al. Enhancing memory performance with rTMS in healthy subjects and individuals with mild cognitive impairment: the role of the right dorsolateral prefrontal cortex [J]. Front Hum Neurosci, 2012, 6: 62.
[24] Miniussi C, Rossini PM. Transcranial magnetic stimulation in cognitive rehabilitation [J]. Neuropsychol Rehabil, 2011, 21(5): 579-601.
[25] Pinter MM, Brainin M. Role of repetitive transcranial magnetic stimulation in stroke rehabilitation [J]. Front Neurol Neurosci, 2013, 32: 112-121.
[26] Wang F, Geng X, Tao HY, et al. The restoration after repetitive transcranial magnetic stimulation treatment on cognitive ability of vascular dementia rats and its impacts on synaptic plasticity in hippocampal CA1 area [J]. J Mol Neurosci, 2010, 41(1): 145-155.
[27] Selimbeyoglu A, Parvizi J. Electrical stimulation of the human brain: perceptual and behavioral phenomena reported in the old and new literature [J]. Front Hum Neurosci, 2010, 4: 46.
[28] Miniussi C, Harris JA, Ruzzoli M. Modelling non-invasive brain stimulation in cognitive neuroscience [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2013, 37 (8): 1702-1712.
[29] Valero-Cabre A, Pascual-Leone A, Rushmore RJ. Cumulative sessions of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) build up facilitation to subsequent TMS- mediated behavioural disruptions [J]. Eur J Neurosci, 2008, 27(3): 765-774.
·臨床研究·
作者單位:1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院,北京市100068;2.中國康復(fù)研究中心博愛醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科,北京市100068。作者簡介:蘆海濤(1975-),女,漢族,北京市人,博士,副主任醫(yī)師,主要研究方向:神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)與認(rèn)知功能康復(fù)。
Effect of Low-frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation on Memory and Cognition Impairment after Stroke
LU Hai-tao, SUN Li, GUO Hua-zhen, ZHANG Tong
1. Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine, Beijing 100068, China; 2. Department of Neurorehabilitation, Beijing Bo'ai Hospital, China Rehabilitation Research Center, Beijing 100068, China
Abstract:Objective To investigate the effects of low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on post-stroke disfunction of cognition and memory by stimulating right dorsolateral prefrontal cortex. Methods 40 patients were randomized into the rTMS (n=19) and sham (n=21) groups. The function of cognition and memory were measured before treatment, after treatment and 2 months post-treatment with Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Loewenstein Occupational Therapy Cognitive Assessment (LOTCA) and Rivermead Behaviour Memory Test (RBMT). Results All scores improved in both groups after treatment and 2 months post-treatment (P< 0.001), and improved more in the rTMS group than in the sham group (P<0.01). Conclusion Low-frequency rTMS may improve the function of memory and cognition after stoke.
Key words:stroke; repetitive transcranial magnetic stimulation; memory; cognition
(收稿日期:2015-04-07修回日期:2015-07-06)
基金項(xiàng)目:1.中國康復(fù)研究中心課題(No.2012-22);2.中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(No.2013CZ-48)。
DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2015.09.019
[中圖分類號]R743.3
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[文章編號]1006-9771(2015)09-1074-04