郭峰，郝瑩，陳漁

1.沈陽(yáng)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)市 110102；2.遼寧省優(yōu)撫醫(yī)院，遼寧沈陽(yáng)市 110021

0 引言

2015年世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)顯示，全球殘疾人數(shù)量約占世界人口總數(shù)的15%[1]。截肢后殘疾人運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)一直是一個(gè)難題，原因在于學(xué)者們對(duì)截肢后大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能變化知之甚少。

目前，僅有少數(shù)學(xué)者在這方面開展相關(guān)研究。Cusack 等[2]觀察截肢者在佩戴假肢模仿假體演示運(yùn)動(dòng)時(shí)大腦的激活模式。Aziz-Zadeh 等[3]發(fā)現(xiàn)，截肢者殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，會(huì)特異性地激活右側(cè)顳-頂交界處的皮質(zhì)區(qū)。Blank等[4]發(fā)現(xiàn)，上肢截肢者殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，會(huì)特異性地激活大腦枕后區(qū)皮質(zhì)。Makin 等[5]發(fā)現(xiàn)，人體上肢截肢后，大腦的感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)發(fā)生重組。

國(guó)內(nèi)學(xué)者在這方面也開展一些研究。蔣光耀[6]通過(guò)功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，下肢截肢后大腦視覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)的大腦皮質(zhì)變薄，但是鑒于fMRI 測(cè)試時(shí)不允許受試者運(yùn)動(dòng)，未探究運(yùn)動(dòng)態(tài)下腦激活模式。同樣，受到fMRI 技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)限制的影響，呂元媛[7]僅僅觀察截肢者運(yùn)動(dòng)想象時(shí)腦激活源的特征，并未對(duì)殘肢的實(shí)際運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入研究。

以上研究結(jié)果表明，截肢患者在腦結(jié)構(gòu)和腦功能方面都發(fā)生一定的可塑性變化，但是研究結(jié)果不一致。fMRI 的時(shí)間分辨率相對(duì)較低，相關(guān)研究無(wú)法探測(cè)截肢者殘肢運(yùn)動(dòng)觸發(fā)瞬時(shí)其大腦皮質(zhì)采用的神經(jīng)策略。因此，尋找一種具有較高時(shí)間分辨率的腦成像技術(shù)探究殘肢者運(yùn)動(dòng)任務(wù)態(tài)下的腦神經(jīng)機(jī)制顯得更加重要。

腦電圖具有較高的時(shí)間分辨率，可以探測(cè)到毫秒級(jí)的神經(jīng)元活動(dòng)[8]。因此，可以使用記錄到的腦電圖數(shù)據(jù)，通過(guò)特定的方法，計(jì)算出神經(jīng)活動(dòng)的發(fā)生源。標(biāo)準(zhǔn)化低分辨率腦電磁斷層掃描成像(standard low resolution brain electromagnetic tomography,sLORETA)技術(shù)通過(guò)特定的數(shù)學(xué)算法，將在頭皮上記錄到的腦電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算，從而得到神經(jīng)元電活動(dòng)發(fā)生源的強(qiáng)度及三維空間分布[8]。與其他腦源成像技術(shù)相比，如腦電源分析(brain electrical source analysis,BESA)、時(shí)空最大后驗(yàn)概率估計(jì)(spatio-temporal maximum a posteriori,ST-MAP)，sLORETA定位精度更高，在精準(zhǔn)性和抗噪聲方面均具有較強(qiáng)的優(yōu)越性[9]。目前，sLORETA 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各種神經(jīng)中樞機(jī)制的研究中[8-11]。前期研究對(duì)上肢截肢后大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)的可塑性進(jìn)行綜述[12]，總體來(lái)看，截肢后大腦可塑性變化的機(jī)制尚不清楚。

本研究通過(guò)探討前臂截肢者殘肢運(yùn)動(dòng)時(shí)大腦神經(jīng)元活動(dòng)的腦源特征，闡明人體截肢后大腦的可塑性變化特征，為截肢患者的功能康復(fù)提供基礎(chǔ)理論支持，同時(shí)也希望為截肢患者的臨床治療和預(yù)后觀察提供潛在的影像學(xué)標(biāo)記。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2019 年6 月至9 月，于沈陽(yáng)市當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)、殘聯(lián)以及沈陽(yáng)體育學(xué)院非體育專業(yè)(如運(yùn)動(dòng)人體科學(xué))共募集受試者24例，其中健全組15例，截肢組9例。兩組年齡、身高、體質(zhì)量無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～35 歲；②右利手；③非運(yùn)動(dòng)愛好者，且無(wú)長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷；④健全組1 年內(nèi)無(wú)重大疾病，無(wú)肩關(guān)節(jié)損傷史，無(wú)雙上肢手術(shù)史；⑤截肢組截肢年限均在6 年以上，均為右側(cè)腕肘關(guān)節(jié)間的肢體缺失，并無(wú)幻肢痛或手術(shù)留下的疼痛；⑥在訪視期間，所有受試者的右肩(殘肢)活動(dòng)范圍均在正常關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍內(nèi)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①肩關(guān)節(jié)有外傷史、慢性疾病或活動(dòng)異常；②48 h內(nèi)未充分休息或酗酒。

試驗(yàn)前向受試者詳細(xì)介紹整個(gè)試驗(yàn)流程，所有受試者均同意參與本研究，并在試驗(yàn)前簽署知情同意書。本研究經(jīng)沈陽(yáng)體育學(xué)院倫理委員會(huì)審批通過(guò)(倫理字[2019]1號(hào))。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

受試者坐在座椅上，身體放松，兩臂自然下垂，分別進(jìn)行左右側(cè)上臂直臂屈伸運(yùn)動(dòng)，包括運(yùn)動(dòng)前的放松、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行以及運(yùn)動(dòng)后的再放松，共8 s，每側(cè)肢體完成50 次屈伸運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要求受試者注意力集中，雙眼注視電腦屏幕，在每一個(gè)階段，電腦屏幕會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的提示語(yǔ)。試驗(yàn)開始后，首先出現(xiàn)黑色屏幕，提示受試者保持放松；然后屏幕會(huì)出現(xiàn)倒計(jì)時(shí)的數(shù)字，提示受試者要注意力集中，即將開始運(yùn)動(dòng)；倒計(jì)時(shí)結(jié)束后會(huì)出現(xiàn)“運(yùn)動(dòng)”的指示標(biāo)記，提示受試者完成上臂直臂屈曲運(yùn)動(dòng)，上臂屈曲到水平位置時(shí)結(jié)束，該過(guò)程需要2 s，然后上臂自然回到初始位置；此時(shí)電腦屏幕再次變成黑色，受試者再次進(jìn)入休息放松階段。重復(fù)進(jìn)行，直到試驗(yàn)結(jié)束。兩側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)順序按照隨機(jī)原則，兩側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)任務(wù)之間休息5 min。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同步采集受試者的腦電(electroencephalography,EEG)信號(hào)和三角肌前束的表面肌電(surface electromyography,sEMG)信號(hào)。

1.3 sEMG信號(hào)采集與處理

sEMG 信號(hào)的采集采用雙極差分記錄法，兩個(gè)記錄通道均來(lái)自腦電采集系統(tǒng)，以保證EEG 和sEMG 數(shù)據(jù)采集的同步化。三角肌前束的sEMG 信號(hào)主要用于確定肌肉的激活時(shí)刻。為了更好地確定肌電激活點(diǎn)，將原始肌電數(shù)據(jù)采用均方根振幅法[13]進(jìn)行全波整流。

1.4 EEG信號(hào)采集與分析

采用eegoTMmylab EEG 系統(tǒng)對(duì)受試者EEG 信號(hào)進(jìn)行采集，腦電帽為64 通道的Waveguard 帽，電極分布按照10-20 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分布，采樣頻率2 000 Hz，放大器的帶通濾波范圍0.1～100 Hz。接地電極位于Fpz 與Fz之間，參考電極為CPz點(diǎn)。測(cè)試前，受試者洗凈頭發(fā)并吹干。主試者為受試者佩戴腦電帽，注射導(dǎo)電膏、撥離頭發(fā)，降低阻抗，使每個(gè)電極阻抗均＜5 kΩ。

以肌電激活點(diǎn)作為事件相關(guān)點(diǎn)，選取肌電觸發(fā)時(shí)刻到觸發(fā)后的2 000 ms 時(shí)間窗為腦電段(0～2 000 ms)，每側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)都包含50 個(gè)EEG 分段數(shù)據(jù)。原始EEG數(shù)據(jù)濾波，頻率范圍0.5～30 Hz，隨后進(jìn)行陷波50 Hz處理，以去除50 Hz 交流電干擾；將原始EEG 數(shù)據(jù)的采樣頻率降到250 Hz；將各個(gè)電極的重參考設(shè)置為全腦平均參考；使用獨(dú)立成分分析(independent component analysis,ICA)方法對(duì)EEG 信號(hào)進(jìn)行降噪處理；使用閾值法再次進(jìn)行偽跡去除，閾值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為±80 μV。最終，執(zhí)行左上肢運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)的健全組無(wú)干擾的腦電分段數(shù)為(45.0±1.1)個(gè)，截肢組為(45.6±1.0)個(gè)；執(zhí)行右上肢運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)的健全組無(wú)干擾腦電分段數(shù)為(43.7±2.7)個(gè)，截肢組為(43.1±2.4)個(gè)。兩組的分段腦電數(shù)量之間均無(wú)顯著性差異(t左=-1.337,P=0.195 ;t右=0.548,P=0.589)。

1.5 sLORETA處理與分析

使用加拿大蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)研究所(Montreal Neurological Institute,MNI)的MNI152 頭模[14]。系統(tǒng)將顱內(nèi)腦模擬成由6 239 個(gè)立體像素組成的數(shù)字化結(jié)構(gòu)，每個(gè)立體像素之間的最小分辨率為5 mm。每個(gè)立體像素對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化電流密度，密度大小可以反映腦源的激活情況，其值越大，說(shuō)明被激活區(qū)域的腦源激活強(qiáng)度越強(qiáng)；每個(gè)立體像素都對(duì)應(yīng)著一個(gè)三維坐標(biāo)(X,Y,Z)。根據(jù)Talairach Daemon 數(shù)據(jù)庫(kù)的腦圖譜將坐標(biāo)位置與布羅德曼分區(qū)(Brodmann area,BA)相對(duì)應(yīng)。

選取與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的β 腦電波段(13～30 Hz)[9]，對(duì)預(yù)處理后的腦電進(jìn)行sLORETA 腦成像分析[13,15]。將電極帽電極進(jìn)行三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，根據(jù)本研究中數(shù)據(jù)特征，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)篩選后，最終確定61個(gè)腦電電極，這些電極基本覆蓋大腦的額葉、顳葉、頂葉以及枕葉區(qū)皮質(zhì)。將這61 個(gè)電極位置坐標(biāo)與MNI152 中Talairach 腦圖譜的坐標(biāo)位置進(jìn)行數(shù)字化匹配。利用頭皮電極坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的Talairach 腦圖譜坐標(biāo)進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)化，生成矩列文件，計(jì)算每個(gè)受試者特定頻率段內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化電流密度值以及對(duì)應(yīng)的激活像素位置坐標(biāo)。鑒于每個(gè)BA 分區(qū)內(nèi)激活的像素?cái)?shù)目不一致，為了將標(biāo)準(zhǔn)化電流密度值在組間進(jìn)行比較，將激活的立體像素所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化電流密度總和除以總的激活像素?cái)?shù)目。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。激活的像素?cái)?shù)目以及標(biāo)準(zhǔn)化電流密度以()表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 殘肢運(yùn)動(dòng)

健全組上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要激活前額葉和頂葉皮質(zhì)區(qū)(圖1A)。截肢組殘肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，前額葉皮質(zhì)激活程度低于健全組，且截肢者在頂枕區(qū)皮質(zhì)激活更強(qiáng)(圖1B)。

圖1 截肢組殘肢與健全組同側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)β波段腦電sLORETA電流在大腦皮質(zhì)的分布

健全組運(yùn)動(dòng)時(shí)，平均最大電流密度值為2.36×10-2μV/mm2，坐標(biāo)為(-10 mm,63 mm,-7 mm)，位于額葉額上回的BA10 區(qū)(圖2A)。截肢組平均最大標(biāo)準(zhǔn)化電流密度值為1.00×10-2μV/mm2，坐標(biāo)為(15 mm,-60 mm,63 mm)，位于頂葉皮質(zhì)區(qū)的頂上小葉的BA7 區(qū)(圖2B)。從大腦最強(qiáng)激活位置坐標(biāo)來(lái)看，截肢組最強(qiáng)激活點(diǎn)移向運(yùn)動(dòng)同側(cè)的枕后區(qū)。見圖2。

圖2 截肢組殘肢與健全組同側(cè)肢運(yùn)動(dòng)時(shí)β波段腦電sLORETA電流最大值在大腦三個(gè)不同平面的分布

2.2 健肢運(yùn)動(dòng)

健全組肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)主要激活大腦前額葉的額上回、額中回及頂葉皮質(zhì)(圖3A)。截肢組健肢運(yùn)動(dòng)時(shí)主要激活區(qū)與健全組相似，主要為前額葉的額上回、額中回以及頂葉皮質(zhì)，但其在前額葉的激活強(qiáng)度更大(圖3B)。

圖3 截肢組健肢與健全組同側(cè)健肢運(yùn)動(dòng)時(shí)β波段腦電sLORETA電流在大腦皮質(zhì)的分布

健全組平均最大電流密度值為1.05×10-2μV/mm2，坐標(biāo)為(5 mm,62 mm,-16 mm)，位于額葉的額中回BA11 區(qū)(圖4A)。截肢組平均最大電流密度值為2.51×10-2μV/mm2，坐標(biāo)也為(5 mm,62 mm,-16 mm)(圖4B)。從額狀面可以看出，截肢組的激活強(qiáng)度高于健全組。見圖4。

圖4 截肢組健肢與健全組同側(cè)健肢運(yùn)動(dòng)時(shí)β波段腦電sLORETA電流最大值在大腦三個(gè)不同平面的分布

2.3 不同腦區(qū)像素及電流密度

健全組與截肢組在上肢前臂執(zhí)行直臂屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，激活的大腦區(qū)域主要涉及中央前回、額上回、額下回、中央后回、頂上小葉、頂下小葉。截肢組殘肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)激活的像素最多的位置與健全組同為BA7，其次是額葉BA6 以及BA10，且截肢組位于大腦枕葉的BA18、BA19 區(qū)激活的立體像素?cái)?shù)高于健全組(P＜0.05)。而截肢組在進(jìn)行健肢(左臂)運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，大部分腦區(qū)激活的立體像素位置與進(jìn)行左臂任務(wù)的健全組無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

表2 兩組運(yùn)動(dòng)執(zhí)行階段大腦不同布羅德曼分區(qū)內(nèi)sLORETA立體像素激活數(shù)目 單位：n

殘肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，頂葉皮質(zhì)BA7區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的電流密度值最高，其次是額葉皮質(zhì)的BA5 區(qū)、枕葉皮質(zhì)BA19區(qū)以及初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)的BA4區(qū)。健全組完成同樣運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，激活最強(qiáng)的區(qū)域位于額葉額上回和額中回的BA10區(qū)，其次是BA7區(qū)、BA11區(qū)、BA5區(qū)。

截肢組殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，額葉皮質(zhì)的BA8、BA9、BA10、BA11、BA45、BA46、BA47，頂葉的BA7、BA13、BA21、BA22、BA40 區(qū)的電流密度均低于健全組(P＜0.05)，枕葉皮質(zhì)的BA17、BA19 區(qū)的電流密度高于健全組(P＜0.05)。健肢執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，健全組與截肢組均表現(xiàn)為BA10 區(qū)的電流密度最高，而且主要集中在額葉皮質(zhì)區(qū)，大部分分區(qū)的平均電流密度無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，枕葉以及額葉的額上回和額下回位置有非常顯著性差異(P＜0.01)。見表3。

表3 兩組運(yùn)動(dòng)執(zhí)行階段大腦不同布羅德曼分區(qū)平均sLORETA標(biāo)準(zhǔn)化電流密度 單位：×10-3 μV·mm-2

3 討論

目前，有關(guān)人體截肢發(fā)生后，其大腦對(duì)殘肢運(yùn)動(dòng)功能控制發(fā)生變化的腦機(jī)制研究很少，本研究以單側(cè)(右側(cè))上肢截肢者為測(cè)試對(duì)象，觀察受試者在進(jìn)行單側(cè)殘肢和健肢運(yùn)動(dòng)時(shí)，大腦不同皮質(zhì)區(qū)神經(jīng)元電活動(dòng)發(fā)生的變化，同時(shí)利用腦成像技術(shù)進(jìn)行定量評(píng)估。

本研究發(fā)現(xiàn)，健全組和截肢組健側(cè)上肢進(jìn)行直臂屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，其激活的大腦皮質(zhì)區(qū)域比較相近。激活的腦區(qū)主要有BA1、BA2、BA3、BA4、BA5、BA6、BA7、BA8、BA9、BA10、BA11、BA21、BA22、BA24、BA31、BA32、BA40、BA45、BA46、BA47，這些腦區(qū)主要覆蓋初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)、額內(nèi)側(cè)回、額中回以及額上回皮質(zhì)以及扣帶回皮層，這與Nakata 等[16]的研究結(jié)果一致。而殘肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，其大腦激活模式有所不同，截肢組激活的腦區(qū)主要涉及BA1、BA2、BA3、BA4、BA5、BA6、BA7、BA8、BA17、BA18、BA19、BA22、BA24、BA31、BA32、BA40，這些區(qū)域主要涉及與視覺空間信息加工密切相關(guān)的枕區(qū)皮質(zhì)[17]以及與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的頂區(qū)皮質(zhì)[18-19]。Bao 等[20]對(duì)上肢截肢者進(jìn)行靜息態(tài)下大腦fMRI 掃描后發(fā)現(xiàn)，大腦頂區(qū)皮質(zhì)發(fā)生重組，并且認(rèn)為頂區(qū)皮質(zhì)重組與截肢后的幻肢感有密切關(guān)系。

截肢組殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，激活區(qū)域與健全組同側(cè)健康肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)存在顯著性差異。與健全組相比，截肢組腦源激活區(qū)域有向運(yùn)動(dòng)同側(cè)(右半球)大腦后部枕區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì)。BA17 為視覺皮質(zhì)區(qū)，接受來(lái)自眼睛對(duì)側(cè)視野的視覺信息；大腦枕區(qū)BA18、BA19中的楔前葉與情景記憶、自我相關(guān)信息處理以及意識(shí)等許多高級(jí)認(rèn)知功能密切相關(guān)[21]。Cusack 等[2,21]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)截肢者進(jìn)行某種無(wú)法像健全人精準(zhǔn)完成的動(dòng)作時(shí)，大腦會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)同側(cè)頂、枕區(qū)皮質(zhì)的激活；而模仿其他截肢者動(dòng)作時(shí)，則主要表現(xiàn)為對(duì)側(cè)頂、額區(qū)皮質(zhì)的激活。Cusack 等[2]還發(fā)現(xiàn)，假肢使用者在模仿假體演示時(shí)，可以觀察到典型的左側(cè)頂、額區(qū)皮質(zhì)的激活。但假肢使用者在模仿健全人動(dòng)作時(shí)，會(huì)觀察到另一種腦激活模式，即在右側(cè)頂、枕區(qū)皮質(zhì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的激活模式。另外，Bruurmijn 等[22]發(fā)現(xiàn)，發(fā)生上肢截肢(肘關(guān)節(jié)以上)多年后，在其殘肢同側(cè)大腦半球的感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)，能夠提取出與幻肢手部運(yùn)動(dòng)有關(guān)的特征性腦電信號(hào)。同樣，Aziz-Zadeh 等[3]發(fā)現(xiàn)，截肢者殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，除了激活左側(cè)額葉皮質(zhì)區(qū)外，還會(huì)激活其他與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的區(qū)域，如右側(cè)顳頂交界處。而Blank等[4]發(fā)現(xiàn)上肢截肢者殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，大腦枕后區(qū)皮質(zhì)激活。本研究結(jié)果與以上研究結(jié)果相近。Bramati等[23]認(rèn)為，這種人體截肢后大腦功能發(fā)生的變化可能是由于創(chuàng)傷性肢體截肢后神經(jīng)輸入抑制，破壞了感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)在大腦的分布所導(dǎo)致。

蔣光耀[6]通過(guò)fMRI技術(shù)觀察下肢截肢者大腦神經(jīng)解剖學(xué)的可塑性變化，發(fā)現(xiàn)其大腦視覺運(yùn)動(dòng)區(qū)的灰質(zhì)和白質(zhì)成分明顯減少，提示截肢者的頂、枕皮質(zhì)區(qū)的功能可能發(fā)生可塑性變化。這與本研究結(jié)果基本一致。截肢組進(jìn)行上臂直臂屈曲動(dòng)作，出現(xiàn)大腦半球雙側(cè)頂、枕區(qū)激活。而頂、枕區(qū)的激活通常與運(yùn)動(dòng)過(guò)程中視覺空間信息的加工過(guò)程增強(qiáng)有關(guān)[24]，也可能與其為了理解不經(jīng)常使用的動(dòng)作而觀察動(dòng)作的意圖有關(guān)[25]。人體80%以上的感知信息來(lái)自于視覺[26]；截肢者更多依賴視覺-運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)信息來(lái)完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)[4]。如Aziz-Zadeh 等[3]發(fā)現(xiàn)，截肢者殘臂運(yùn)動(dòng)可激活同側(cè)顳-頂區(qū)皮質(zhì)的交界處。呂元媛[7]也發(fā)現(xiàn)，右側(cè)上肢截肢者的大腦運(yùn)動(dòng)和感覺通路以及聯(lián)合皮質(zhì)(額葉和視覺皮質(zhì))的結(jié)構(gòu)均發(fā)生萎縮；通過(guò)fMRI 技術(shù)觀察右側(cè)上肢截肢者靜息態(tài)下腦網(wǎng)絡(luò)連接的特征后發(fā)現(xiàn)，上肢截肢后感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)與視覺區(qū)的功能聯(lián)系增強(qiáng)。這可能與截肢后適應(yīng)性行為有關(guān)，即截肢者在殘肢執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，視覺信息起到重要作用[4,27]。

在本研究中，頂葉BA7區(qū)也出現(xiàn)了比較明顯的激活，它的一個(gè)主要功能是視覺-運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能。事實(shí)證明，手眼協(xié)調(diào)任務(wù)需要這些皮質(zhì)區(qū)域的高度參與[28-29]，這些任務(wù)可能有助于受損害肢體的感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)功能恢復(fù)，這為本體感覺受損后可能引起運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)以外的其他皮質(zhì)區(qū)域發(fā)生顯著變化這個(gè)論斷提供了有力證據(jù)。本研究要求受試者跟隨電腦屏幕的提示進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，需要視覺與動(dòng)作配合，所以該皮質(zhì)區(qū)在健全組中的激活也比較明顯。總體來(lái)看，截肢組殘肢在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)激活腦區(qū)向運(yùn)動(dòng)同側(cè)半球的枕區(qū)移動(dòng)，這可能與截肢者神經(jīng)功能重建有關(guān)，原因可能在于執(zhí)行任務(wù)時(shí)運(yùn)動(dòng)同側(cè)大腦半球以及視覺相關(guān)區(qū)域代償。

綜上所述，截肢者健肢執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)與正常人的腦源激活區(qū)相似。但是，在其殘肢執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，腦源激活區(qū)域有向與視覺有關(guān)的大腦枕區(qū)皮質(zhì)移動(dòng)的趨勢(shì)，這可能是截肢者截肢后大腦出現(xiàn)的一種可塑性變化。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。