内刺激对人类局部神经血管反应的影响
Artur Vetkas1, Srdjan Sumarac2, Samantha Chau3
1Krembil Brain Institute, University Health Network, Canada; Department of Surgery, University of Toronto, Canada.
Brain stimulation
|September 27, 2025
概括
高频深度大脑刺激 (DBS) 增加了大脑特定区域的血液流动. 心脏弹性波形 (CBW) 振幅变化揭示了这些特定区域的血管反应,为大脑血液动力学提供了一个新的生物标志物.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管生理学心血管生理学
背景情况:
- 深度大脑刺激 (DBS) 调节神经和精神疾病的神经回路.
- 在DBS期间的微血管变化很难测量,限制了对神经血管单元反应的理解.
- 心脏弹性波形 (CBW) 被探索为微刺激期间血管动态的替代品.
研究的目的:
- 研究CBW作为对微刺激的反应中的血管动态的电生理学标记.
- 评估不同DBS频率 (1 Hz与100 Hz) 对CBW振幅的影响.
- 确定基底和白质中对DBS的区域特异性血管反应.
主要方法:
- 在DBS手术期间,从108名患者的193个部位获得了微电极记录.
- 通过一个电极以1 Hz或100 Hz的频率进行微刺激,并从两个电极记录.
- 利用通用线性混合模型来分析CBW振幅变化和分析模型来估计血管扩张和脑血流.
主要成果:
- 100 Hz刺激显著增加了刺激电极的CBW振幅,与1 Hz刺激不同.
- 在Vim (107%),STN (79%) 和GPi (78%) 观察到CBW的显著,区域特定的增加,但没有WM或SNR.
- 模拟的CBW增加与大脑血液流量的大幅急性增加相关.
结论:
- 高频DBS会引起特定区域的血管反应,可通过CBW振幅测量.
- CBW 振幅作为皮层下血液动力学的一个潜在生物标志物.
- CBW录音提供了关于DBS神经血管效应和潜在的治疗应用的见解.
