低频/高频重复经颅磁刺激对于长潜伏期听觉事件电位的影响

2022-01-19 11:22:00 发布者: 查看:
本研究通过分析健康被试在左颞叶皮层接受两种频率的rTMS刺激前后的LLAEPs,揭示了不同频率的rTMS刺激对听觉过程的影响不同。

1. 研究背景

迄今为止,已有研究探讨了涉及局部和整体听觉处理过程的长潜伏期听觉事件电位(LLAEPs: long-latency auditory event potentials)如何用于检测低频/高频重复经颅磁刺激对于颞叶皮层兴奋度的影响。本研究通过分析健康被试在左颞叶皮层接受两种频率的rTMS刺激前后的LLAEPs,揭示了不同频率的rTMS刺激对听觉过程的影响不同。

 

2. 研究方法

2.1 被试

研究共有24名有效被试,其中女性13人,平均年龄为32.0±8.4岁。

 

2.2 实验流程

被试会接受两种频率的rTMS刺激,先后顺序随机,两次相隔至少30天。在低频刺激条件下,被试会接受每秒一次的单脉冲刺激;在高频刺激条件下,被试接受频率为20Hz、每次持续10s的刺激。在刺激前后采用Freedman范式诱发听觉事件电位。被试会听到成对的咔嗒声,共102对。每对声音刺激内部两个刺激的间隔为500ms,每两对刺激间的间隔为10s,该任务最长不超过15min。

 

2.3 数据采集和处理

rTMS刺激采用Visor进行导航(ANT, The Netherlands)。

 

脑电信号的采集采用64导电极脑电帽(ANT Neuro, The Netherlands)。数据离线处理采用带通滤波0.53-50Hz,以全脑平均进行重参考,0.9秒时间窗进行分段(-0.1-0.8s)。主要关注N1和P2成分。对于N1成分,定义了3个波峰:出现在75ms左右的N1a,出现在95-100ms的N1b,出现在130ms左右的N1c。P2则出现在150-250ms之间。

 

3. 研究结果

发现了时间进程对于振幅的主效果:N1b、N1c、P2在接受各种频率的rTMS刺激后振幅都有所增加,然而N1a的振幅在刺激前后无显著不同。

 

通过分析表面电位图可以发现,在N1c的潜伏期,接受高频rTMS刺激后受到影响的电极有大于低频条件的趋势。高频rTMS产生的效果更早、更扩散、更右偏侧化。

 

溯源分析的结果揭示,对于晚期成分来说,高频rTMS刺激减弱了右半球更大区域及中央前回、扣带回、内侧额回、中央后回的激活;而低频rTMS刺激则减弱了P2成分左侧额中回一小部分区域的激活。

 

接受高频rTMS刺激前后的平均ERP 

图1a. 上面的曲线为FCz电极处接受低频rTMS刺激前后的平均ERP;下面的曲线为FCz电极处接受高频rTMS刺激前后的平均ERP。图1b. 对于每个ERP成分、每种频率的rTMS刺激所诱发的显著电位差。图1c. 每种频率下每个ERP成分中表现出显著电位差的脑区的3-D示意图


 4. 结论

本研究发现,低频rTMS和高频rTMS都能够对LLAEP产生抑制作用,这些效果只涉及到N1b、N1c和P2成分;相比低频刺激,高频刺激产生的效果更早、更扩散、更加右侧偏侧化。这些结果证实了重复经颅磁刺激对于皮层兴奋度的效果是复杂的,低频/高频rTMS对于运动皮层的刺激左右并不能类比到颞叶。并且对于特定部位的刺激效果可能体现在更广泛的其他部位上,如涉及到注意过程的额叶皮质。

 

5. 文献名称及DOI号

Nathou, C., Duprey, E., Simon, G., Razafimandimby, A., Leroux, E., Dollfus, S., & Etard, O. (2018). Effects of low-and high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation on long-latency auditory evoked potentials. Neuroscience letters, 686, 198-204.

 

Doi: 10.1016/j.neulet.2018.09.002