基于 EEG 和 fNIRS 分析 STN DBS 对 PD 患者认知和大脑网络的影响

近年来，深部脑电刺激（DBS）已成为改善帕金森病（PD）患者临床症状的主要治疗方法，这些患者在传统药物治疗药物疗效不佳或疾病进展后主要出现运动减慢。 然而，之前的研究在探讨 DBS-STN 是否促进或损害 PD 患者的认知功能方面存在争议。 此前的研究发现，DBS可能会影响PD患者的执行功能，并且特定的大脑区域与执行功能密切相关。 在这项研究中，研究人员利用脑电图功能近红外光谱（EEG-fNIRS）获取受试者的大脑网络连接性，并探讨帕金森病患者的执行功能与大脑网络连接性之间可能的关系。 探讨影响 DBS-STN 执行的可能的脑网络连接，并预测 DBS 患者的术后执行功能。

在单一认知域受损中，执行功能受损最为常见，占病例的70%以上，注意力、工作记忆、视觉空间能力受损也较常见。 执行功能受损是PD患者最典型的认知障碍，这与额叶-纹状体环路完整性的破坏有关，设计了广泛的功能性大脑区域，如额叶、顶叶、扣带回、丘脑、黑质等，临床表现为认知灵活性、计划性、概念形成、工作记忆和学习能力受损。 执行功能障碍会严重影响患者的社交行为，特别是在执行需要按特定顺序整合多个步骤的更复杂的任务时。

此前的研究发现，特定大脑区域的脑网络连通性与认知功能密切相关，例如已有很多基于功能性MRI血氧信号的临床研究，但由于对电磁干扰的免疫力较差，植入电极的患者必须关闭 DBS 才能进行 MRI。 由于功能性MRI的抗运动干扰性较差，在DBS-off条件下只能采集到一些运动想象和简单的手指运动，而功能性MRI由于其时间分辨率低且无法进行认知神经科学研究，一直是限制认知神经科学研究的一个重要问题。实时监测任务范式中皮质脑血氧信号的变化。

因此，本研究计划设计一项多中心、前瞻性、随机、平行对照等能临床试验，创新性地将高时间分辨率的脑电图（EEG）与高空间分辨率的功能性近红外光谱（fNIRS）结合起来监测皮质氧合实时信号，以便在执行功能测试（Stroop/TMT）时实时获取脑电生理和血氧信号。 通过同步采集患者进行执行功能测试（Stroop/TMT）时大脑的电生理和氧合信号变化，并获取执行功能过程中的实时EEG-fNIRS脑网络数据，实时测量和评估认知功能测试一直是认知功能研究的高阶领域。 本研究探讨了PD患者执行功能受损的机制以及DBS-STN是否影响执行功能的脑网络机制。 希望（1）通过EEG-fNIRS技术量化PD患者的认知功能和认知功能可能的趋势，（2）解释手术治疗和保守治疗之间在脑功能网络连接水平上的执行功能是否存在差异，以及差异与治疗持续时间和治疗方式是否存在交互作用，并分析其简单效果，（3）尽量减少短期学习效果和熟悉先前神经认知心理行为测试的测试人员的人为混杂因素，（4 ）探讨DBS对PD患者皮质脑网络变化的作用机制，避免或减少手术对认知功能的干扰，为个性化手术方案的治疗提供理论依据。

在这项研究中，研究人员计划设计一项多中心、前瞻性、随机、平行对照临床试验。 共有 80 名患者被随机分配到 DBS-STN 组。 DBS治疗组与非DBS治疗组均于术后1个月常规开启DBS。 常规口服药物保守治疗，并通过同时 EEG-fNIRS 双峰技术结合认知测试 (Stroop/TMT) 收集患者基线、DBS 后 1 个月 (DBS-on) 和治疗后的脑功能数据。 DBS 治疗后分别为 6 个月/12 个月。