鼻腔内机械振荡刺激对健康人群静息态脑电图相对功率及有效连接的影响

鼻腔内机械振荡刺激(i MVS)是一种新型的无创神经刺激技术,可提升边缘系统内在功能活性从而改善自主神经平衡。通过分析i MVS对健康人群脑电图(EEG)相对功率以及EEG有效连接的影响,探索i MVS的神经生理机制。将22名健康成年被试随机均分为刺激组与对照组,并对11名刺激组被试两侧鼻腔各进行10 min的i MVS,11名对照组被试进行假刺激。在i MVS前和i MVS结束30 min后记录被试的静息态脑电图。采用Welch变换进行相对功率分析;采用直接定向传递函数(d DTF)进行有效连接分析;采用独立样本t检验、配对t检验以及FDR方法进行统计学分析。结果显示,i MVS后刺激组被试的alpha、beta频段EEG相对功率显著提升。刺激组alpha频段相对功率从51.57%±5.93%上升至57.33%±4.59%,其中C3、C4、T8、O1、O2导联的alpha频段相对功率提升显著(P<0.05);刺激组beta频段相对功率从7.28%±0.11%上升至8.36%±0.44%,其中C3、C4、T7、T8、O2导联的beta频段相对功率提升显著(P<0.05);i MVS后刺激组被试的alpha频段d DTF值显著提升,刺激组alpha频段d DTF值由0.052±0.0017提升至0.0592±0.0028,其中F4至F3、O2至F3、C4至F4、O2至F4、F3至C3、C4至C3、F3至T7、C4至T8、O2至O1方向的d DTF值显著提升(P<0.05)。刺激前后对照组的EEG相对功率以及EEG有效连接未见显著变化。大脑边缘系统的内在功能活性与alpha、beta频段EEG相对功率以及alpha频段EEG有效连接呈正相关。研究结果表明,在刺激结束30 min后i MVS技术对于边缘系统的内在功能活性具有提升作用。研究首次从脑电分析角度阐释i MVS改善自主神经平衡的相关机制,并为采用EEG相对功率和EEG有效连接作为i MVS效用评价的生物标记物提供证据。