联合外周神经刺激与可控脉冲参数经颅磁刺激探究感觉运动控制与学习

该技术有助于揭示感觉信息如何整合到运动规划与执行过程中。可控脉冲参数经颅磁刺激（TMS）的实施使我们能够识别特定的感觉-运动通路，以及这些通路在神经系统疾病中可能受到的干扰。运动技能的习得与表现需要意识性陈述过程与无意识程序性过程之间的精细平衡。

短潜伏期传入抑制可能是认知如何影响健康人群和临床人群中不同程序性感觉运动回路的一个潜在指标。传入抑制通过经颅磁刺激诱发的反应，量化了传入输入对运动皮层输出的影响。作为感觉运动整合的一种测量方法，它通过探究特定神经元群体在熟练运动行为诱发的全局性血流动力学和电生理反应中的作用，补充了功能磁共振成像和脑电图的研究。

传统经颅磁刺激器产生的磁刺激参数会同时激活多种感觉运动环路。而可控脉冲参数的经颅磁刺激器则能够解锁多个刺激参数，从而提高在复杂行为过程中通过传入抑制探查感觉运动环路的特异性。在行为执行过程中评估感觉运动支配状态，对于建立熟练与非熟练运动执行的生物标志物至关重要。

可靠且有效的生物标志物是开发改进的运动控制模型的重要一步，这些模型将有助于在健康人群中增强或提升最佳实践，同时通过有效的临床干预措施减轻运动障碍的影响。加强对感觉运动回路及其功能影响因素的建模，有助于提供客观的功能与功能障碍标志物，从而为健康人群和神经系统疾病人群的运动表现、技能习得及康复治疗的最佳实践提供依据。持续明确影响汇聚于运动皮层的感觉运动回路的心理运动和药理学因素至关重要。

将传入抑制与脑电图相结合，为量化非运动区域中的传入抑制提供了新的机遇，可作为运动障碍和神经精神疾病的一种生物标志物。首先，筛查受试者是否存在经颅磁刺激（TMS）的任何禁忌证。向受试者说明研究目的和实验流程。

查阅机构伦理审查委员会批准的知情同意书中列出的风险，回答有关潜在风险的任何问题，并在开始任何研究程序之前获得书面的知情同意。开始时，指导受试者坐在实验椅上，肘部放在椅子扶手上并弯曲，使手腕或手能够舒适地放置在实验台桌面上。根据需要调整椅子和实验台桌面的高度。

使用涂有轻微研磨性清洁膏的圆形棉垫，清洁拇短展肌（APB）、第一背侧骨间肌（FDI）以及尺骨茎突处的皮肤。再用酒精消毒垫擦去残留物。针对每块肌肉，在肌腹处放置一个一次性银/氯化银粘附电极。

在附近的骨性标志处放置第二个电极作为参考电极。最后，在尺骨茎突处放置一个额外的银/氯化银粘性电极作为接地电极。将每对电极及接地电极连接至肌电图（EMG）放大器和数据采集系统。

使用通道一记录第一 dorsal interosseous 肌，通道二记录拇短展肌。开始时，使用轻度研磨性乳膏清洁前臂内侧皮肤，从腕屈纹处开始，向近端延伸约六厘米。

将清洁范围从手腕中线延伸至前臂桡侧。使用酒精消毒片擦去任何残留物。接着，将导电凝胶涂抹于可重复使用的刺激条状电极上。

使用足够的凝胶覆盖阳极和阴极接触点的金属圆盘。将刺激电极置于腕部掌侧，阴极位于阳极近端。阴极应略偏内侧并靠近桡骨茎突近端。

在外周刺激器上，将刺激类型选择为单相刺激，刺激持续时间设为200微秒，并选择适当的电压和电流，同时仔细核对任何倍增系数。手持刺激电极，通过按压恒流刺激器上的触发开关，给予一次单电刺激。随后肉眼观察拇短展肌（abductor pollicis brevis，APB）肌肉以及肌电图（electromyography，EMG）显示，以确认是否存在肌肉收缩的迹象。

肌肉收缩，也称为M波，是由电刺激直接激活运动轴突引起的，应在周围电刺激伪迹后6至9毫秒之间出现。如果未观察到肌肉收缩的迹象，则应询问受试者是否感觉到向手指方向或电极正下方扩散的刺痛感。如果受试者报告无任何感觉，或感觉仅局限于电极正下方的皮肤区域，则应以0.05安培为增量逐步增加电流强度，直至受试者报告有刺痛感向手指或拇指方向放射。

如果受试者报告除拇指外其他手指出现放射性感觉，则通过将电极向桡侧移动，直至感觉放射至拇指。确定刺激电极的最佳位置后，使用三段胶带将电极固定于手腕。第一段胶带置于电极中段，第二段和第三段胶带分别固定电极的上端和下端。

固定电极后，要求受试者摆成经颅磁刺激（TMS）过程中拟采用的目标肢体姿势。检查是否仍可诱发出拇指抽动。测定外周刺激阈值。

M波超过0.2毫伏时的第一个电流值。若M波在连续三个刺激中均超过预期的0.2毫伏目标幅度，则降低电流强度。为确定经颅磁刺激（TMS）的最佳线圈路径，首先将线圈置于受试者头部并记录线圈路径，以设定初始线圈位置。

确保线圈的中心表面与头皮相切。将线圈的中线与受试者头部的正中矢状面成 45 度角对齐。在 CTMS 刺激器上，将脉冲类型选择器设置为单相正向，以在下方神经组织中诱导后前向（PA）电流。

接下来，将 M 波比率设为 0.2，刺激强度设为最大刺激输出的 30%。最后，将脉冲宽度设为 120 微秒。在受试者保持第一背侧骨间肌（FDI 肌）轻微收缩的同时，给予 3 至 5 次经颅磁刺激（TMS）刺激。

若未诱发出运动诱发电位（MEP），则将刺激器强度增加10%，并给予3至5次额外的经颅磁刺激（TMS）刺激。持续增加刺激器强度，直至每次刺激均能稳定诱发出至少0.2毫伏的MEP，或刺激器强度达到最大输出强度的60%至70%为止。

若无法稳定诱发出运动诱发电位（MEP），则保持刺激参数不变，并将经颅磁刺激（TMS）刺激器在原始刺激位点周围约两厘米直径的范围内做环形移动。一旦诱发出稳定的MEP，记录线圈位置，然后保持刺激参数不变，将TMS刺激器分别从当前线圈位置向北、东、南、西方向各移动两厘米，以确认第一骨间背侧肌（FDI）的运动热点。若在四个象限中的任一位置诱发出的MEP consistently 更大，则记录新的线圈位置及轨迹。

将新的线圈位置和轨迹作为皮质运动热点。将可在脑内诱导PA电流的线圈连接至CTMS刺激器。将脉冲类型设置为单相正向，脉冲宽度设置为120微秒，M比值设置为0.2。

最后，将刺激强度设置为1毫伏阈值。设置外周电刺激强度后，在个人计算机（PC1）上启动无任务软件程序。接着，将外周电刺激与经颅磁刺激（TMS）之间的刺激间间隔设置为21毫秒。

将经颅磁刺激（TMS）线圈置于第一背侧骨间肌（FDI）的运动热点上方，并要求受试者保持 FDI 肌肉的轻微收缩。接着，在 PC1 上运行“无任务”软件，以触发外周刺激器和并发经颅磁刺激（CTMS）刺激器。随后，使用在脑内诱导前-后方向（AP）电流的线圈，对 AP-30 电流配置重复上述操作。

将用于在脑内诱导PA电流的线圈连接至CTMS刺激器。将脉冲类型设置为单相正向，脉冲宽度设置为120微秒，M比值设置为0.2。最后，将刺激强度设置为一毫伏阈值。

设置外周电刺激强度后，在个人计算机（PC1）上启动感觉运动任务软件程序。接着，将外周电刺激与经颅磁刺激（TMS）刺激之间的刺激间隔设为21毫秒。将TMS线圈置于第一背侧骨间肌（FDI）的运动热点上方，并要求受试者保持FDI肌肉的轻微收缩。

每个条件下，保持所需的未条件化和条件化试验次数在8至24次刺激之间。运行感觉运动任务软件程序，以控制感觉运动任务，并将行为锁定的数字触发信号发送至外周和CTMS刺激器。使用可诱导大脑中AP电流的线圈，对AP-30电流配置重复该操作流程。

外周电 conditioning 刺激的平均效应是抑制由 TMS 刺激诱发的皮质脊髓输出，这表现为 conditioned MEPs 的平均峰-峰 MEP 幅值较 unconditioned MEPs 更小，且短潜伏期传入抑制（SAI）比值小于1。AP-30 SAI 的 MEP 起始潜伏期较长，反映了传入信号到达皮质脊髓神经元的潜伏期更长。在不同效应中，无论参与者被提示指向示指，还是在对非示指的无效提示后需将其反应重新映射至示指，PA-120 SAI 对示指反应的增强程度均相似。

相比之下，AP-30 SAI 的调节方式似乎存在差异，具体取决于无效队列是否需要重新映射到远离或朝向示指的方向。