听觉神经通路在磁声耦合刺激调控运动皮层中的作用

经颅磁声耦合刺激(TMAS)技术可以无创地实现包括深部脑区在内的全脑区毫米量级的精准电刺激。现有的实验研究结果已初步证实,TMAS是同时包含耦合电场与声场的复合物理刺激。最新的研究结果表明,听觉神经通路是聚焦超声调节皮层神经活动的必要条件。首次采用听觉通路被破坏的耳聋模型小鼠进行在体TMAS及TUS的对比刺激,分析听觉神经通路在TMAS神经调控中的作用。在造模后的不同时间点,采集耳聋组小鼠(n=6)与对照组正常小鼠(n=6)在TUS与TMAS作用下诱发的肌电信号(EMG),并记录运动反馈,对比分析两种刺激对耳聋小鼠与正常小鼠运动皮层的不同调控效果。结果显示,造模后1、12、24、48 h,耳聋小鼠在TMAS与TUS下的运动反馈均逐渐消失,EMG成功率均下降至3.33%;相同时间点的正常小鼠在两种刺激下均能产生运动反馈和EMG,且TUS与TMAS组的EMG成功率无统计学差异(P=0.296),但其TMAS组的EMG均方根幅值大于TUS组,具有统计学差异(P=0.0011)。结果表明,无论TMAS与TUS,其刺激效果均严重依赖于听觉神经通路的完整性。通过耳聋组与正常组TUS与TMAS刺激结果的对比,验证在对运动皮层刺激时,听觉神经通路的存在是聚焦超声场进行调控的必要条件;而TMAS的刺激效果主要依赖于超声场的调控作用,听觉神经通路对TMAS的调控效果同样具有决定性影响。进而说明,在运动皮层刺激时,TMAS中的耦合电场可提高超声场的调控作用。