多焦点经颅直流电刺激激活运动皮层对骑行耐力表现的影响

目的:以前额叶皮层和运动皮层为目标脑区,在健康人群中探索多焦点经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)同时刺激多脑区对骑行耐力表现的影响。方法:受试者在功率自行车上进行递增负荷耐力运动,期间采用功能性近红外光谱脑成像系统监测目标皮层运动终止时的血流动力学表现,通过分析皮层激活与运动时间的相关性确定目标脑区。其后采用多焦点tDCS针对性刺激目标脑区,分析和比较刺激前后最后阶段运动表现和下肢肌肉均方根振幅(root mean square amplitude,RMS),评估刺激干预对骑行耐力表现的影响。结果:1)前额叶皮层和运动皮层在运动终止时大面积激活,其中运动皮层FC1h、FC2h、C1h和C2h的激活与运动时间显著负相关。2)相比刺激前,运动中的心率在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS刺激显著提高运动的做功量和骑行转速。3)推进期,相比刺激前,股直肌、股四头肌内侧、股四头肌外侧和胫骨前肌的RMS在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS组股二头肌RMS在刺激后呈现低的激活水平。提拉期,相比刺激前,股二头肌RMS在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS组股四头肌内侧的RMS在刺激后呈现高的激活水平,腓肠肌外侧RMS在刺激后呈现低的激活水平。结论:多焦点tDCS特异性激活运动皮层提高了骑行耐力表现和机体对运动的适应性,多焦点tDCS可能是增强耐力运动表现的一种有效手段。

变频相位干涉电场刺激对运动皮层兴奋性及运动学习表现的影响

目的:探究变频相位干涉电场刺激(temporal interference electrical fields stimulation,TI)对健康成年人运动皮层兴奋性及运动学习能力的影响,为TI刺激的应用提供依据。方法:采用随机交叉双盲设计,研究对象为健康成年人。试验1:20例受试者完成经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)测试,评估刺激前后皮层兴奋性指标的改变,包括运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)、静息运动阈值(resting motor threshold,RMT)、短时距皮层内抑制(short-interval intracortical inhibition,SICI)、皮质内促通(intracortical facilitation,ICF)。试验2:16例受试者完成随机反应时任务(random reaction time task,RRTT)和序列反应时任务(serial reaction time task,SRTT),测试指标包括平均反应时(reaction time,RT)、第一内隐学习(first implicit learning,FIL)、第二内隐学习(second implicit learning,SIL)。通过双因素重复测量方差分析评价TI刺激对受试者运动皮层兴奋性及运动学习能力的影响。结果:试验1:刺激条件和时间对MEP(F=28.787,P<0.001,ηP^(2)=0.602)和RMT(F=23.524,P<0.001,ηP^(2)=0.580)具有显著交互作用,而SICI和ICF无显著交互效应。试验2:与假刺激相比,TI刺激后SRTT中的FIL有显著提升(F=4.601,P=0.049,ηP^(2)=0.235),而RRTT任务则无显著交互效应。结论:变频TI刺激可以显著增加初级运动皮层的兴奋性,这种调控效应可能有助于促进健康成年人运动学习表现。

经颅直流电刺激提升足核心系统功能及其在运动医学中的应用进展

近些年来,诸如经颅直流电刺激(tDCS)在内的神经生物力学增能技术广泛应用于提高人体运动能力,包括改善并提升足核心系统的功能表现,并进一步应用于足踝运动医学领域。本综述主要围绕经颅直流电刺激提升足核心系统功能的研究进行回顾,归纳tDCS在足踝运动医学领域中的应用研究成果。现有研究表明,tDCS能够显著降低足底振动觉和触觉阈值、增强足趾夹紧力和足内在肌力量、降低踝关节选择反应时、增加踝关节运动范围等;tDCS能够缓解足部疼痛,联合功能训练能有效提升慢性踝关节不稳人群足踝功能表现。上述研究结果提示该技术具有提升足核心系统功能表现的巨大潜力,尤其是针对足踝损伤人群。未来研究仍需深入探索tDCS改善足核心系统的功能表现的可能机制。

额顶叶经颅交流电刺激对不同姿势下工作记忆的干预效果

目的:探究额顶叶θ-经颅交流电刺激(theta-transcranial alternating current stimulation,θ-tACS)对健康成年人不同姿势条件下(坐位和站立位)工作记忆表现的影响。方法:本研究为随机、交叉、双盲设计。选取16名健康成年人,以随机顺序进行tACS真刺激和假刺激,两次刺激之间至少间隔72h。tACS方案使用7个电极放置于左侧额顶叶振荡关键脑区,频率选择为6Hz,持续21min。假刺激方案使用与tACS真刺激方案相同的刺激靶区、频率,但只进行1min的刺激(刺激开始和结束各30s)。在刺激前和刺激后即刻评估坐位及站立位n-back工作记忆表现,包括正确率、反应时和逆效率得分。采用Wilcoxon秩和检验观察刺激方式对工作记忆影响的组间及组内差异。结果:15名受试者完成试验,两种刺激条件均未出现明显副作用和不良反应。额顶叶θ-tACS后,坐位工作记忆的反应时、逆效率得分与站立位的反应时改善显著(P<0.05),站立位逆效率得分具有改善趋势(P=0.057);与刺激前相比,假刺激后坐位及站位工作记忆均无显著性差异(均P>0.05)。结论:额顶叶θ-tACS可以改善坐位和站立位不同姿势下的工作记忆表现,有助于健康成年人应对现实生活中的多任务认知活动,具有重要的实践应用价值。

个体化高精度经颅直流电刺激对慢性踝关节不稳人群脑功能的影响

目的:探究个体化高精度经颅直流电刺激(HD-tDCS)对慢性踝关节不稳人群脑功能的影响。方法:选取34名慢性踝关节不稳患者,随机分为HD-tDCS组和假刺激组(各17人),相应进行随机双盲的个体化HD-tDCS真刺激(持续20 min个体化电流强度的刺激)和假刺激(仅在开始时提供60 s的渐入渐出刺激)。分别在干预前、后采集受试者功能性磁共振成像(fMRI)数据,采用重复测量双因素(刺激方案×刺激前后)方差分析自变量对受试者的脑功能各指标的影响。结果:受试者全部完成干预且无报道相关副作用和不良反应,推测刺激类型总体错误为44.12%,致盲效果良好。与干预前和假刺激相比:1)单次个体化HD-tDCS能够显著增强跖−背屈任务下双侧顶下小叶、双侧中央后回、双侧扣带回、双侧辅助运动区(SMA)的激活;2)单次个体化HD-tDCS能够显著提升右侧SMA与左侧小脑、左侧额内侧回、右侧扣带回之间的功能连接,增强左侧中央前回与左侧小脑之间的功能连接。结论:研究为慢性踝关节不稳人群构建了个体化HD-tDCS方案,并证实个体化HD-tDCS能够显著改善慢性踝关节不稳人群的脑功能(增强脑区激活和功能连接),提示该方案具备恢复慢性踝关节不稳人群脑功能的潜力。