伟众脑科学‖重复精准经颅磁rTMS与近红外脑功能成像技术fNIRS结合实现言语精准康复
发布日期：2024/11/23

           一、重复精准经颅磁rTMS联合效应

        中国科学院自动化研究所蒋田仔研究组研究证实，在进行rTMS调控时，rTMS能够引起神经元快速去极化并改变调控靶区的皮层兴奋性，产生局部脑区调控效应。虽然刺激靶区通常是单个大脑区域，但rTMS效应可以通过分布式网络将局部效应传播至远端，产生远端调控效应，如图1。由于神经和精神疾病可以概念化为神经网络的疾病，而不是大脑区域的疾病，因此rTMS能够将局部效应传播到远端区域的能力在诊断和治疗应用中非常重要。

图1 rTMS圆形和“8”字形线圈的调控效果。A 圆形线圈的调控效果具有更高的穿透力，但激活脑区不聚集。B “8”字形线圈的调控效果更集中，但穿透力有限。C rTMS效应包括调控脑区的局部效应和随网络传播度的远端效应。

        二、病例简介

        李xx，2019年2月生，男，听力正常，认知能力落后，粗大运动尚可，精细运动落后，咀嚼功能较弱，不能自己吃饭，频繁撕纸，不知道大小便，无意义发音，自言自语，语言不清晰。

        儿童医院诊断：精神发育迟滞，孤独症观察？

        近红外脑功能成像技术检测分析如下（如图3）。

                                                    （图2）

        三、近红外脑功能成像技术NIRS分析

        伟众平台的fNIRS设备（图2）实现脑区域功能精准诊断评估，能精准地检测出大脑额叶、顶叶、颞叶和枕叶等区域神经发育情况，通过全脑46个通道在大脑Brodmann区域检测的实时数据，分析左右额叶、左右顶叶、左右颞叶和左右枕叶的功能，分析大脑Brodmann52个功能区相应的123个脑区域发育情况如（图3），并针对发育不良或者很差的脑功能区域运用脑科学康复模式进行康复和治疗，实现大脑区域精准定位康复，从而改善特殊儿童的各项功能。

（图3）

        近红外脑功能成像技术检测分析（如图3），左侧脑区域CH5、CH6通道言语布洛卡区BA44、BA45及言语相关区域BA46、BA47等脑功能不良，脑区域CH14、CH19通道与言语运动有关的BA6、BA9等脑功能不良；右侧脑区域CH30、CH32、CH38通道与言语布洛卡区BA45及言语相关区域BA46、BA47等脑功能不良，脑区域CH26、CH43通道与言语运动有关的BA6脑功能不良。与病史基本相一致。

        四、伟众rTMS与fNIRS结合精准康复

        伟众平台引进国际高端科技设备近红外脑功能成像技术，实现脑区域功能精准诊断评估，通过重复精准经颅磁（rTMS）精准治疗，达到了脑区域功能精准康复，实现脑神经网络激活和重塑。

（图4）

        患儿带上近红外脑功能成像技术设备做重复精准经颅磁（rTMS）精准治疗（图4），激活左侧布洛卡区时实时采集精准激活脑区域的脑功能成像（图5、6）。

（图5）

（图6）

        从实时激活脑区域脑功能成像分析，如图5，激活的通道为CH6、CH11、CH19的与言语语言相关的脑区域BA45、BA46、BA47、BA6；如图6，激活的通道为CH25、CH31、CH33、CH38的与言语语言相关的脑区域BA45、BA46、BA47、BA9。同时CH43、CH44通道的颞中回耦合效应说明语义理解的重要性。

        大脑言语语言网络弓状束左右半球为两个部分，一部分是颞上回纤维，纤维束连接颞上回的后部（即威尼克氏区，BA22区）和额叶的BA44区和BA6区；另一部分是颞中区纤维束，该纤维束在左半球连接颞叶的BA21区和BA37区，以及额叶的BA44区和BA6区、BA9、BA45的一部分，而在右半球，颞中回纤维束小的多，从覆盖的范围上看，它只是连接了颞叶的BA37区和额叶的BA6区和BA44区的后部。而颞上回纤维束负责语音的处理，而颞中回纤维束则与词汇—语义的处理有关。（如图7）

                                            （图7）

        与言语加工有关的主要大脑区域及其连接通路(如图8)。大脑的额叶和颞叶在言语加工过程中起着常重要的作用,主要包括以下区域：位于额下回的布罗卡区、颞上回、颞中回。此外顶叶的部分区域和角回在言语加工中也发挥着一定的作用。在大脑的颞叶和额叶之间存在着4条通路：两条背侧通路和两条腹侧通路。两条背侧通路:背侧通路I，颞叶通过弓状束和上纵束与额叶的前运动皮层相连；背侧通路Ⅱ，额下回的BA44区通过背侧通路（弓状束、上纵束）与颞叶相连。两条腹侧通路：腹侧通路I，颞叶通过极囊束与额下回的BA45区相连；腹侧通路Ⅱ，前额叶的额叶岛盖通过钩状束与颞叶前部相连。除了长距离的连接之外，还存在短距离的连接。例如，在颞叶内部存在两条通路，第一是从海氏回到颞极和颞上回前部，第二条是从海氏回到颞上回后部。

（图8）

        综上所述，验证了重复精准经颅磁rTMS效应包括调控言语语言脑区的局部效应和随言语语言脑网络传播度的远端效应。同时通过近红外脑功能成像技术分析需要加强重复精准经颅磁rTMS通道CH5脑区域布洛卡区BA44的激活。

        五、传统方法的短板

        脑功能障碍的常规康复手段都是针对功能障本身(“标”)进行“训练--再训练”,很少对导致功能障碍的根本原因（“本”）即受损的脑神经环路去促进其修复和重塑。

（图9）

        六、脑科学模式的优势

        伟众脑科学康复模式（图9）利用近红外脑功能成像技术了解言语语言功能障碍对应的神经环路受损机制,用基于特定神经环路机制的训练方法及神经调控技术,使言语语言脑功能康复变得精准和有针对性,一定程度上突破了常规康复方法的疗效瓶颈。