偏头痛中的运动诱发电位和皮质静默期
偏头痛患者运动诱发电位与皮层静息期的研究
研究概览
详细说明
研究背景与理论基础：
偏头痛是一种神经系统疾病，显著损害个体生活质量，并给全球医疗保健系统带来沉重的经济负担。 尽管其病理生理学尚未完全阐明，但近期研究表明偏头痛不仅与血管变化相关，还与神经及皮层水平的改变有关（Goadsby等人，2017）。 越来越多的证据表明中枢神经系统区域（包括运动皮层）存在兴奋性增强和抑制机制紊乱（Coppola等人，2007）。
经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性且可靠的神经生理学技术，通过刺激运动皮层并记录肌肉反应。 通过TMS获取的参数，如运动诱发电位（MEP）和皮层静默期（CSP），分别用于评估皮层兴奋性和抑制控制（Chen等人，1999）。 CSP特别适用于评估GABA-B介导的抑制机制。 偏头痛患者表现出皮层抑制减弱的假说可通过CSP测量直接验证。
既往研究报告偏头痛患者的CSP持续时间缩短和MEP幅度增加，提示皮层过度兴奋（Brighina等人，2002；Afra等人，1998）。 然而这些发现存在不一致性，且其在偏头痛亚型（有先兆 vs 无先兆）间的差异尚不明确。 因此，本研究旨在利用客观定量方法表征偏头痛的皮层生理变化，填补文献空白并助力临床评估。 此外，将探讨这些参数与临床特征（如偏头痛类型、病程和发作频率）的关系，为个体化神经生理学特征分析奠定基础。
主要与次要目标：
主要目标：
本研究的主要目标是通过非侵入性方法客观评估偏头痛患者运动皮层的抑制控制能力。 将通过TMS获取的运动诱发电位（MEP）和皮层静默期（CSP）在偏头痛患者与健康对照者间进行测量比较。 反映GABA-B介导抑制机制的CSP持续时间可直接评估偏头痛对皮层抑制的影响（Chen等人，1999）。
次要目标：
运动输出分析：采用刺激周时间直方图（PSTH）和刺激周频率图（PSF）方法分析肌电（EMG）信号，评估TMS后运动单元反应的时间模式和频率变化。 PSTH分析刺激后单个运动单元的时序，而PSF提供刺激后频率变化的更精确视角（Türker & Powers，2001）。 这些分析有助于揭示皮层刺激的脊髓反射及其对运动输出的影响。
生物标志物潜力：评估TMS衍生参数（如CSP和MEP）作为偏头痛病理生理学生物标志物的潜力，为未来诊断和治疗开发客观指标。
预期效益：
研究结束时，预期获得偏头痛患者运动皮层抑制能力的客观数据。 TMS参数（特别是CSP和MEP）可用于理解偏头痛的神经生理学基础。 研究结果可能提供：
对偏头痛病理生理学中皮层兴奋性与抑制平衡的更深入理解。
开发偏头痛客观诊断生物标志物的基础数据。
偏头痛患者皮层功能障碍的证据，支持个体化治疗策略。
通过电生理分析（PSTH/PSF）从皮层到脊髓水平的运动输出全面认知。
所有操作均为非侵入性且安全，提供可重复且符合伦理的研究方法。
研究方法：
受试者：
研究将纳入符合国际头痛协会（IHS）诊断标准、年龄18-45岁的右利手偏头痛患者。
数据采集：
研究将采用非侵入性脑刺激（TMS）结合表面肌电图（sEMG）和针极肌电图。 测量将在静息状态和自主肌肉收缩状态下进行。 TMS将施加于运动皮层，同时使用sEMG电极记录肌肉反应。 为进行详细运动神经元分析，还将获取单运动单元（SMU）记录。
针极肌电图/SMU记录：
SMU记录将使用含铜导线（直径约70μm，25G）的无菌聚四氟乙烯涂层穿刺针插入第一骨间背侧肌（FDI）。 穿刺针将部分回撤以保持电极稳定性，确保即使在运动期间也能记录单运动单元活动。
TMS应用：
TMS将采用Magstim 200^2单相刺激器（Magstim Ltd，英国）配合70毫米八字形线圈，置于优势半球对应于FDI肌肉的主要运动皮层（M1）。 将测定静息运动阈值（RMT），随后进行刺激以诱发MEP。
表面肌电图记录：
sEMG信号将通过置于FDI肌肉上的银/氯化银电极获取。 信号经CED 1902放大器放大，并通过CED 3601 Power 1401数模转换单元数字化。 将计算MEP潜伏期和幅度以及CSP持续时间。 受试者在测量期间需维持约20%最大自主收缩力。
数据分析：
数据将使用IBM SPSS Statistics 26进行分析。 正态性将通过Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk检验验证。 参数数据采用独立t检验和ANOVA分析，非参数数据采用Mann-Whitney U或Kruskal-Wallis检验分析。 临床参数（偏头痛病程、频率、严重程度）与神经生理学指标（MEP、CSP）的相关性将采用Pearson或Spearman相关系数评估，显著性水平设定为p < 0.05。
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Murat Kara, MSc
- 电话号码：+905314708141
- 邮箱：murkara@gelisim.edu.tr
研究联系人备份
- 姓名：Kemal Sıtkı Türker, Prof. Dr.
- 电话号码：+905325987791
- 邮箱：ksturker@gelisim.edu.tr
学习地点
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Istanbul
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Istanbul、Istanbul、土耳其（türkiye）、34310
- Istanbul Gelisim University, Faculty of Dentistry, Translational Dentistry Research Laboratory
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接触：
- Murat Kara, MSc
- 电话号码：+905314708141
- 邮箱：murkara@gelisim.edu.tr
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接触：
- Kemal Sıtkı Türker, Prof. Dr.
- 电话号码：+905325987791
- 邮箱：ksturker@gelisim.edu.tr
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首席研究员：
- Kemal Sıtkı Türker, Prof. Dr.
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副研究员：
- Murat Kara, MSc
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副研究员：
- Muhammed Yurtseven, MSc
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副研究员：
- Nilgün Yıldız, MSc
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 年龄18-45岁。
- 右利手个体。
- 偏头痛患者：根据国际头痛协会（IHS）标准确诊。
- 健康对照：无偏头痛或其他神经系统疾病史。
- 能够并愿意提供知情同意。
排除标准：
- 癫痫或其他惊厥性疾病史。
- 存在金属植入物、起搏器或其他TMS禁忌症。
- 妊娠或哺乳期。
- 重大神经或精神疾病史。
- 过去2周内使用显著改变皮层兴奋性的药物（如抗癫痫药、苯二氮䓬类药物）。
- 任何妨碍安全参与EMG/TMS程序的肌肉骨骼疾病。
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础科学
- 分配：随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：单身的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：偏头痛患者
根据国际头痛学会（IHS）标准，年龄在18-45岁之间且先前被诊断为偏头痛的成年参与者。 经颅磁刺激（TMS） 表面肌电图（sEMG） 针式肌电图/单运动单位（SMU）记录 |
对初级运动皮层施加非侵入性脑刺激，以诱发运动诱发电位（MEP）和皮层静默期（CSP）。 使用70毫米八字形线圈配合Magstim 200²单相刺激器。
将双极氯化银电极置于第一背侧骨间肌（FDI）上，以记录肌肉对经颅磁刺激（TMS）的反应。
将无菌特氟龙涂层针电极插入第一骨间背侧肌，以记录经颅磁刺激和自主收缩过程中单个运动单位的活动。
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假比较器：健康对照组
年龄和性别匹配且无偏头痛或神经系统疾病史的成年人。 他们接受与偏头痛组相同的表面肌电图和针极肌电图/单运动单位记录程序，但经颅磁刺激为假刺激。 表面肌电图（sEMG） 针极肌电图/单运动单位（SMU）记录 经颅磁刺激（TMS）假刺激 |
将双极氯化银电极置于第一背侧骨间肌（FDI）上，以记录肌肉对经颅磁刺激（TMS）的反应。
将无菌特氟龙涂层针电极插入第一骨间背侧肌，以记录经颅磁刺激和自主收缩过程中单个运动单位的活动。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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皮层静息期（CSP）持续时间
大体时间：单次TMS会话期间的测量
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CSP时长将通过经颅磁刺激（TMS）期间使用表面肌电图（EMG）从第一骨间背侧肌（FDI）记录。
CSP反映了GABA-B介导的皮质抑制机制，可直接评估偏头痛患者与健康对照者之间的皮质抑制差异。
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单次TMS会话期间的测量
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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运动诱发电位(MEP)幅度
大体时间：单次TMS测量
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MEP振幅将通过表面肌电图从FDI肌肉记录。
MEP振幅的变化反映了皮层兴奋性和运动输出。
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单次TMS测量
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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神经生理学参数与疾病病程之间的相关性
大体时间：TMS期间的单次会话测量
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TMS参数（CSP持续时间、MEP振幅）与偏头痛病程持续时间之间的关系将采用相关性分析（Pearson或Spearman）进行评估。
疾病持续时间根据患者病史访谈确定。
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TMS期间的单次会话测量
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单个运动单位（SMU）放电频率
大体时间：单次TMS会话测量
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在自主收缩期间使用针极肌电图从第一背侧骨间肌记录的单个运动单位的放电率（放电频率）。
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单次TMS会话测量
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Kemal Sıtkı Türker, Prof. Dr.、Istanbul Gelisim University, Faculty of Dentistry, Translational Dentistry Research Laboratory
出版物和有用的链接
一般刊物
- Haavik H, Niazi IK, Jochumsen M, Ugincius P, Sebik O, Yilmaz G, Navid MS, Ozyurt MG, Turker KS. Chiropractic spinal manipulation alters TMS induced I-wave excitability and shortens the cortical silent period. J Electromyogr Kinesiol. 2018 Oct;42:24-35. doi: 10.1016/j.jelekin.2018.06.010. Epub 2018 Jun 19.
- Ozyurt MG, Haavik H, Nedergaard RW, Topkara B, Senocak BS, Goztepe MB, Niazi IK, Turker KS. Transcranial magnetic stimulation induced early silent period and rebound activity re-examined. PLoS One. 2019 Dec 4;14(12):e0225535. doi: 10.1371/journal.pone.0225535. eCollection 2019.
- Todd G, Rogasch NC, Turker KS. Transcranial magnetic stimulation and peristimulus frequencygram. Clin Neurophysiol. 2012 May;123(5):1002-9. doi: 10.1016/j.clinph.2011.09.019. Epub 2011 Oct 22.
- Haavik, H., Özyurt, M. G., Niazi, I. K., Nedergaard, R. W., Topkara, B., Yilmaz, G., & Türker, K. S. (2018). Re-investigation on the nature and sign of transcranial magnetic stimulation-induced cortical silent period. In 11th Biennial Meeting of the International Motoneuron Society, IBS, 11-14 June 2018, Boulder, CO, USA (pp. 28-29). Article 46 https://motoneuron2018.org/wp-content/uploads/2018/05/IMS-Poster-Abstracts-2018.pdf
- Kahya MC, Yavuz SU, Turker KS. Cutaneous silent period in human FDI motor units. Exp Brain Res. 2010 Sep;205(4):455-63. doi: 10.1007/s00221-010-2380-6. Epub 2010 Aug 8.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (估计的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
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