一、引言 线上杠杆资金配资

慢性脉冲刺激皮层下结构，也被称为深部脑刺激（DBS），已成为治疗几种药物难治性运动障碍的高效手术疗法，也是众多其他脑部疾病的有前景的替代治疗方法。建立一个机制基础，以了解如何调节神经元活动从而对症状产生缓解作用，这对于改进现有 DBS 治疗的手术靶点以及开发新的靶点至关重要。刺激脉冲串的持续时间、幅度、位置、频率和规律性都已被确定为重要参数，这些参数在静息状态下既能使 DBS 靶点及其下游的神经元放电活动与刺激同步，又能在临床检查中产生治疗效果。在行为过程中，DBS 对神经元放电模式的调节程度，以及 DBS 的治疗效果是源于对神经元活动的抑制、激活还是对神经元活动模式的改变，这些问题仍未得到解决。

东莞富临医疗科技有限公司是Nex Technologies在亚洲的代理商，富临医疗为亚洲客户提供NeuroExplorer数据分析软件。

苍白球切开术和苍白球 DBS 治疗的临床结果相似，这引发了一个初步假设，即 DBS 在刺激部位造成了信息传递的虚拟损伤。人们认为这种虚拟损伤是通过调节被刺激核团及其传出靶点的神经元放电速率和模式产生的，叠加了一种几乎没有放电速率变化的活动模式，这种模式传递很少或不传递信息，也就是信息损伤。以前的电生理学和计算研究提供了间接证据支持信息损伤假说，但这些研究仅限于对 “静息状态” 下神经元活动的分析和建模。

展开剩余94%

在这项研究中，研究人员在两只患有帕金森症或潜在肌张力障碍的非人灵长类动物中，引入被动关节活动作为一种可重复的信息信号，通过基底神经节和运动丘脑传递。这两只动物在接受 135Hz 频率的苍白球 DBS 治疗时，肌肉僵硬症状得到了改善，但在 35Hz 频率时没有效果。研究人员在接受不同频率刺激的苍白球区域及其单突触靶点之一，在被动关节运动的背景下，DBS 是否像在静息状态下所报道的那样调节神经元放电模式？

图1. 用于研究苍白球深部脑刺激（GP-DBS）对通过苍白球传出通路的关节运动学编码影响的实验设计。A：在苍白球和丘脑区域进行微电极记录，这些区域的神经元放电活动对被动关节运动有反应。B：在三种DBS设置下，实验人员盲法评估两只猴子肌肉僵硬程度的评分结果。C和D：术前MRI与电极植入后CT的配准图像，显示猴子R（C）和猴子K（D）的DBS电极位置。E和F：通过立体定向导航软件获取的记录细胞定位信息，并叠加在猴子R（上）和猴子K（下）的相应图谱板上，分别展示苍白球（E）和丘脑（F）的情况。G：应用考虑关节运动位置、速度和加速度的广义线性模型（GLM），以确定关节运动学（第一行）与放电活动（第二行：放电光栅图，第三行：相应的放电频率直方图）之间的相关性。最后一行展示GLM对放电频率的预测结果。

二、材料和方法

01. 动物

本研究使用了两只成年恒河猴（猕猴属；猴子 R：雌性，4.9 千克，9 岁；猴子 K：雄性，11.0 千克，12 岁）。所有的手术程序和行为实验方案都得到了明尼苏达大学机构动物护理和使用委员会的批准，并符合美国公共卫生服务关于实验室动物人道护理和使用的政策。动物单独饲养，环境丰富，自由饮水，并提供包括新鲜水果和蔬菜在内的多种食物选择。研究人员尽一切努力提供良好的护理并减轻不必要的不适，包括在手术前后给予镇痛药。猴子 K 仍参与一项关于苍白球 DBS 生理机制的大型研究。猴子 R 用戊巴比妥钠深度麻醉，并用含有 4% 多聚甲醛的固定液灌注，这符合美国兽医协会安乐死小组的建议。

02. 手术程序

猴子 R 通过单侧颈动脉注射（0.4 - 0.6 毫克 / 千克），随后在 5 天内全身注射（0.3 毫克 / 千克）1 - 甲基 - 4 - 苯基 - 1,2,3,6 - 四氢吡啶（MPTP），从而诱发中度帕金森症。猴子 K 接受局部单侧壳核输注 3 - 硝基丙酸（3 - NP，一种已知能诱发肌张力障碍运动症状的化合物）。纹状体输注除了导致其对侧肢体持续的肌肉僵硬升高外，一般没有产生明显症状。在异氟烷麻醉下进行无菌手术，给动物安装定向于冠状面的实验装置。使用微电极（在 1kHz 时阻抗为 0.5 - 1MΩ）记录来绘制苍白球内的感觉运动区域。然后植入缩小版的人类 DBS 电极（直径 0.75 毫米，接触高度 0.5 毫米，接触点间距 0.5 毫米；猴子 R 有 4 个接触点，猴子 K 有 8 个接触点），使较低的接触点位于对被动关节运动有反应的苍白球区域。通过将植入后的 CT 图像与术前 MRI 进行配准，确定 DBS 电极接触点的位置。

03. 刺激参数

在两只动物中，研究人员发现使用位于苍白球外侧（GPe）和内侧（GPi）边界的电极接触点进行单极刺激，对缓解肌肉僵硬有治疗效果。如先前所述，研究人员确定了猴子 R 中能降低肌肉僵硬的 DBS 设置。使肌肉僵硬降低幅度最大的单极刺激设置被称为 “治疗性” 设置，并在研究的其余部分使用（-1V，135Hz，90 微秒脉冲宽度，接触点 0）。在猴子 R 中，这种 DBS 设置还减轻了运动迟缓症状。猴子 K 的治疗性 DBS 设置包括使用单极刺激，其幅度为诱发对侧肌肉收缩所需强度的 75%（-0.3mA，135Hz，90 微秒脉冲宽度，接触点 0）。由于猴子 K 表现出的轻度僵硬并非由明显的主动肌 / 拮抗肌共同收缩引起，一名对刺激方案不知情的实验人员对 3 - NP 输注对侧的肘关节进行被动活动，并根据改良的 UPDRS 量表（0 - 3 分）对僵硬程度进行评分（无 DBS 时为 0.88/3，高频 DBS 时为 0.62/3，p<0.01，曼 - 惠特尼 U 检验）。对两只动物的亚治疗性 DBS 通过相同的接触点和脉冲宽度进行，但在猴子 R 中使用非治疗性强度，在猴子 K 中使用非治疗性频率（35Hz）。

04. 电生理学和运动捕捉记录

研究人员使用放电速率、模式、对被动操作的反应以及立体定向导航软件中的 CT - MRI 定位，来识别苍白球和丘脑的运动相关区域。为了区分 VLo 和运动丘脑的小脑接受区域（丘脑腹外侧核后口部，VPLo），研究人员使用 10 至 60 微安的电流强度进行微刺激。如果在微刺激强度≤30 微安时能持续诱发运动的区域记录到神经元，则认为这些神经元属于 VPLo。研究人员测试了有放电活动的微电极位置对被动操作对侧肩部、肘部、腕部、髋部、膝部和踝部的反应。当遇到对运动学有反应的放电活动时，在苍白球 DBS 之前、期间和之后，对相关关节进行 30 次活动。为确保记录的是感觉运动区域，同时避免与 DBS 电极碰撞，精确地将微电极靶向苍白球是必要的。只要有可能，研究人员会用治疗性和亚治疗性 DBS 设置测试记录的单位放电活动的反应。使用运动捕捉系统记录关节运动，并与电生理学记录同步，以便进行运动触发分析。

05. 伪影减法算法

研究人员使用一种类似于先前描述的自定义模板减法算法，从放电记录数据中去除电刺激伪影。这个过程将被刺激伪影掩盖的记录时间缩短为一个很短的空白期（平均约 0.5 毫秒）。为防止数据产生偏差，研究人员在 DBS 之前和之后的记录时段中，使用相同刺激脉冲频率的 “虚拟刺激” 时间戳引入类似的空白区域。然后在 Offline Sorter 中对模板减去伪影后的记录进行分析，以分类和识别放电活动。

06. 刺激后时间直方图（PSTH）和事件相关时间直方图（PETH）分析

放电活动、刺激脉冲、虚拟刺激脉冲和运动时段的时间戳被导入 NeuroExplorer 软件。然后生成刺激后时间直方图（PSTH，0.1 毫秒 bins），以量化放电活动与实际（或虚拟）刺激的同步程度。同样，构建事件相关时间直方图（PETH，50 毫秒 bins）来评估记录的放电活动与被动关节活动之间的关系。只有对一个或多个关节的被动操作有反应的细胞才被纳入分析；放电速率和 PSTH 仅在进行被动操作的记录时段内计算。对每个记录细胞在 DBS 之前、期间和之后计算的放电速率进行比较（曼 - 惠特尼 U 检验，p<0.01，1 秒 bins），并对总体平均放电速率进行比较（曼 - 惠特尼 U 检验，p<0.01）。使用 PSTH 的累积和技术（0.5 毫秒 bins，99% 置信区间）来量化 DBS 对放电模式的调制，与目视检查相比，这种方法对放电模式变化的估计更为保守。每个 PSTH 的第一毫秒被排除在分析之外，以避免与刺激减法算法的空白期相关的假阳性。这种技术只将在 PSTH 中表现出时间锁定调制的细胞视为具有统计学意义。如果一个细胞被兴奋或抑制，但对刺激没有时间锁定调制（即 PSTH 平坦，与 DBS 之前的平均值不同），累积和认为该细胞的放电模式没有显著改变。通过对每个记录细胞在每个 PSTH bin 中 DBS 期间和 DBS 之前放电速率的总体差异进行平均，计算放电模式的总体变化。

07. 广义线性模型

研究人员构建了一个点过程模型，以量化运动学对每个神经元放电概率的贡献。在 Matlab 中应用广义线性模型（GLM）拟合函数，Δt = 1 毫秒，协变量为跟踪肢体运动平面内的位置、速度和加速度。如果模型的相应参数 p<0.05，则认为神经元对运动的某个方面（位置、速度或加速度）有反应。对 DBS 之前和期间获得的数据进行模型拟合，以评估由于苍白球刺激导致的放电活动的运动学调谐变化。记录的细胞根据它们对运动的反应方面（仅对位置、速度、加速度或三者的组合）进行分组，这由 GLM 确定。在每个组内，统计在 DBS 之前和期间对运动保持相同反应性的细胞数量。

三、结果

对于两个核团，研究人员比较了两只动物在 DBS 之前的放电速率（苍白球 p = 0.32，VLo p = 0.73）以及 DBS 期间放电速率的变化（苍白球 p = 0.35，VLo p = 0.73），使用曼 - 惠特尼检验，在 p<0.01 的水平上没有发现显著差异。因此，来自两只灵长类动物的记录细胞被合并在一起进行进一步分析。

01. 对被动操作的反应

GLM 在 DBS 关闭状态下，识别出苍白球中有 16 个细胞和 VLo 中有 55 个细胞对关节运动的位置、速度和 / 或加速度有反应。在苍白球中，11/16 的细胞编码关节位置，14/16 的细胞编码速度，7/16 的细胞编码加速度，大多数（12/16）细胞编码关节运动的多个方面。同样，在 VLo 记录的细胞中，37/55 的细胞编码位置，46/55 的细胞编码速度，13/55 的细胞编码加速度，33/55 的细胞编码运动的多个方面。与苍白球中 20% 的细胞对运动的单一方面（即位置、速度或加速度）有反应不同，VLo 中 40%（22/55 个细胞）的细胞对运动的一个运动学方面进行调谐。

表 1. 在 DBS 期间保留全部/任何对关节运动调节的神经元。

02. 苍白球对苍白球 DBS 的反应

在被动关节运动期间，研究人员在苍白球中进行治疗性（n = 16 个细胞）和亚治疗性（n = 10 个细胞）苍白球 DBS 之前、期间和之后进行微电极记录。所有细胞的平均放电速率在治疗性 DBS 期间下降（从 46.6±7.9Hz 降至 34.5±8.1Hz），但变化没有统计学意义（p = 0.26，曼 - 惠特尼 U 检验），在亚治疗性刺激期间保持不变（42.7±7.4Hz 至 41.7±7.4Hz，p = 0.79）。治疗性 DBS 导致总体平均放电速率下降，这归因于 63% 的记录细胞受到显著抑制，另外 6% 的细胞表现出兴奋，31% 的细胞放电速率没有显著改变。治疗性 DBS 还引起了群体范围内的放电模式变化，包括一个早期抑制期（0.5 - 3 毫秒），随后是一个兴奋期（3 - 4 毫秒）和第二个抑制期（4 - 6.5 毫秒）。这种三相刺激同步放电模式在 6/16 的细胞中观察到，另外 5/16 的细胞在刺激后表现出单一的抑制期（0.5 - 3 毫秒）。亚治疗性 DBS 在较小比例的记录群体（30%）中改变了放电模式，每个细胞的放电模式变化在形态上与治疗性 DBS 相似。

图2. 关节运动期间苍白球对苍白球深部脑刺激（GP-DBS）的细胞反应。

A：两个苍白球细胞在DBS前、DBS期间（灰色条）和DBS后的放电频率示例。用于分析的关节活动时间段用白色条表示。

B：治疗性和亚治疗性DBS期间群体平均放电频率的变化。误差条表示±1标准误（治疗性DBS组n = 16，亚治疗性DBS组n = 10 ）。

C：治疗性DBS期间放电频率有统计学显著变化的记录细胞比例。

D：与A部分所示的示例苍白球神经元相对应的刺激后时间直方图（PSTH），DBS前（浅灰色）、DBS期间（黑色）和DBS后（深灰色）。

E：治疗性（深灰色）和亚治疗性（浅灰色 - 虚线）DBS期间群体平均放电模式的变化。填充区域表示±1标准误。

F：治疗性DBS期间PSTH有统计学显著变化的记录细胞比例。

03. 丘脑对苍白球 DBS 的反应

同样在被动关节运动期间，研究人员在运动丘脑的苍白球接受区域（VLo）进行治疗性（n = 55）和亚治疗性（n = 40）苍白球 DBS 之前、期间和之后进行微电极记录。群体的平均放电速率在治疗性（从 17.8±1.8Hz 到 14.4±1.5Hz，p = 0.25）或亚治疗性 DBS（从 19.1±2Hz 到 17.3±1.9Hz，p = 0.39）期间没有变化。然而，相当一部分细胞的放电速率有显著变化，包括抑制（34.5%，19/55 个细胞）和兴奋（16%，9/55 个细胞），在群体总体放电速率方面相互平衡。研究人员发现苍白球 DBS 调节了 VLo 神经元的放电模式，群体平均放电模式包括一个初始抑制期（0.5 - 3 毫秒）。根据 PSTH 分析，35%（19/55）的细胞与治疗性 DBS 同步。在亚治疗性 DBS 期间，12.5%（5/40）的细胞显示出显著改变的 PSTH 放电模式，其变化在形态上与治疗性刺激期间观察到的相似。

图3. 关节运动期间丘脑腹外侧核口部（VLo）对苍白球深部脑刺激（GP-DBS）的细胞反应。

A：两个VLo细胞在DBS前、DBS期间（灰色条）和DBS后的放电频率示例。用于分析的关节活动时间段用白色条表示。

B：治疗性和亚治疗性DBS期间群体平均放电频率的变化。误差条表示±1标准误（治疗性DBS组n = 55，亚治疗性DBS组n = 40）。

C：治疗性DBS期间放电频率有统计学显著变化的记录细胞比例。

D：与A部分所示的示例VLo神经元相对应的刺激后时间直方图（PSTH），DBS前（浅灰色）、DBS期间（黑色）和DBS后（深灰色）。

E：治疗性（深灰色）和亚治疗性（浅灰色 - 虚线）DBS期间群体平均放电模式的变化。填充区域表示±1标准误。

F：治疗性DBS期间PSTH有统计学显著变化的记录细胞比例。

04. 苍白球 DBS 对苍白球关节运动学反应的影响

对刺激前、刺激期间和刺激后的事件相关时间直方图的比较，揭示了调谐的多种变化，包括调谐变宽、调谐丧失以及在苍白球中背景活动降低的情况下保持调谐。对记录数据的广义线性模型分析表明，大多数苍白球细胞（75%，12/16）在治疗性 DBS 期间对关节运动学的至少一个方面失去反应性。这种调谐丧失的情况，无论细胞是对位置、速度、加速度还是这三个方面的组合进行调谐都会发生。然而，在亚治疗性 DBS 期间，大多数苍白球细胞（70%，7/10）保持了它们在 DBS 之前对运动的调谐。研究人员发现，在治疗性 DBS 期间，对被动关节运动表现出完全（5/6）或部分（5/6）反应丧失的苍白球细胞中，85%（10/12）的细胞在 PSTH 中也表现出显著调制。同时，在治疗性 DBS 期间保持对被动关节运动调谐的细胞中，75%（3/4）的细胞在治疗性 DBS 期间 PSTH 仍有显著变化。

图4. 苍白球深部脑刺激（GP-DBS）对苍白球动作电位活动运动学调谐的影响。

A：治疗性DBS期间对关节运动的调制反应的两个示例（顶部：关节运动的动作捕捉数据；中间：每个运动周期开始时触发的相应光栅图；底部：刺激事件相关时间直方图，显示DBS前、DBS期间和DBS后的反应）。

B：对治疗性DBS期间维持和未维持关节运动调谐的细胞进行的群体分析。外层饼图显示在DBS关闭条件下，记录的细胞群体中对关节运动各方面（即位置、速度、加速度或其组合）进行调谐的比例。内层饼图显示每组中在DBS期间维持调谐（白色）或在治疗性DBS期间失去部分调谐（阴影）的细胞比例。

C：（左）在治疗性DBS期间部分或完全失去调谐的记录细胞群体中，伴随的刺激后时间直方图（PSTH）也发生调制（灰色阴影）或未改变（白色阴影）的比例；（右）在治疗性DBS期间维持调谐且其PSTH被治疗性DBS调制（灰色）或未改变（白色）的细胞比例。

图5. 苍白球在亚治疗性和治疗性DBS期间对关节运动的神经元编码。

图中展示了一个细胞在亚治疗性DBS（左）和治疗性DBS（右）前、期间和之后对肩部屈伸的反应示例（顶部：关节运动的动作捕捉数据；中间：每个运动周期开始时触发的相应光栅图；底部：刺激事件相关时间直方图，显示DBS前、期间和之后的反应）。

05. 苍白球 DBS 对运动丘脑关节运动学反应的影响

DBS 也改变了 VLo 丘脑中对关节运动学的反应，尽管程度比在苍白球中发现的要小。在 VLo 中，38%（21/55）的细胞在治疗性苍白球 DBS 期间对至少一个运动学方面表现出调谐丧失。在这些细胞中，只有 39%（8/21 个细胞）在治疗性 DBS 期间其 PSTH 同时出现同步。在治疗性 DBS 期间保持运动学调谐的细胞中，32%（11/34 个细胞）被发现其 PSTH 有显著改变。与在苍白球中的记录相反，在治疗性（38%，21/55）和亚治疗性刺激（40%，16/40）期间，对至少一个运动方面失去调谐的细胞比例相当。

图6. 苍白球深部脑刺激（GP-DBS）对丘脑腹外侧核口部（VLo）动作电位活动运动学调谐的影响。

A：治疗性DBS期间对关节运动反应的两个示例。

B：对治疗性DBS期间维持和未维持关节运动调谐的细胞进行的群体分析。

C：（左）在治疗性DBS期间部分或完全失去调谐的记录细胞群体中，其刺激后时间直方图（PSTH）也发生调制（灰色阴影）或未改变（白色阴影）的比例；（右）在治疗性DBS期间维持调谐且其PSTH被治疗性DBS调制（灰色）或未改变（白色）的细胞比例。

四、讨论

本研究直接验证了 DBS 的信息损伤假说，量化了苍白球 DBS（GP-DBS）对通过苍白球传出通路的放电频率、放电模式以及对被动关节运动的调谐作用的影响。研究人员从两只接受 GP-DBS 后肌肉僵硬症状得到改善的非人灵长类动物的苍白球和丘脑感觉运动区域收集了动作电位记录。动作电位记录和关节运动的耦合数据支持了这样一种假设，即规则化的放电模式会造成部分信息损伤，因为在治疗性 DBS 期间，尽管苍白球传出通路的动作电位活动表现出更规则的模式，但仍编码了关节运动的某些方面。

01. DBS 调节受刺激靶点及其下游的放电频率和模式

在关节活动过程中，治疗性 GP-DBS 作用下苍白球细胞放电频率发生调节的比例（10/16 被抑制、1/16 被兴奋、5/16 无变化），与先前在人类和非人灵长类动物静息状态下的电生理学研究结果一致 。先前的静息状态研究报道，GP-DBS 对苍白球总体放电频率的影响范围很广，从无影响到有相似程度的下降（18.7% ），再到静息状态下更强的抑制（60% ）。然而，这些结果应结合实验准备过程中的一些差异来解释，包括刺激电极的尺寸、活性电极在 GP 内的位置、刺激幅度以及记录微电极与受刺激 DBS 触点的接近程度。

研究人员还观察到，在 GP-DBS 期间，VLo 细胞被抑制（27/55，34.5%）和被兴奋（9/55，16%）的比例，与先前在静息状态下观察到的结果相当（18 研究人员还观察到，在 GP-DBS 期间，VLo 细胞被抑制（27/55，34.5%）和被兴奋（9/55，16%）的比例，与先前在静息状态下观察到的结果相当（18 然而，GP-DBS 期间 VLo 丘脑的总体放电频率并没有像先前研究那样大幅下降。这一发现可能源于先前的一项观察结果，即在运动任务期间，GP-DBS 对运动丘脑放电频率的抑制作用不如静息状态下明显。此外，如果 GP 内的调节空间体积对体细胞活动的抑制作用大于对沿苍白球传出通路的 GPi 传出活动的驱动作用，那么只会在 VLo 中产生轻度抑制。

与先前的研究结果一致，研究人员观察到，在 GP-DBS 期间，大多数在感觉运动苍白球记录到的神经元（11/16 个细胞）活动模式变得更加规则。放电模式与刺激时间锁定，大多数记录群体的刺激间隔动作电位活动包括一个早期抑制期，在某些情况下，随后是一个中期兴奋期和一个晚期抑制期。与在苍白球中观察到的强烈规律性相比，在 GP-DBS 期间，VLo 中较小部分的神经元（19/36 个细胞）表现出放电模式的改变。因此，VLo 丘脑中放电模式的调节强化了这样一种观点，即 GP-DBS 在整个运动丘脑和运动皮层产生网络层面的效应。

02. GP-DBS 在苍白球和丘脑中诱导部分信息损伤

DBS 被认为是用一种规则化的高频活动模式替代受刺激核团的输出，这种模式缺乏有意义的生理内容。这样的 “信息损伤” 被认为可以解释手术损伤和 DBS 手术在临床结果上的相似性。根据这一假设，DBS 产生的高频刺激间隔活动模式，可能会被内在的突触特性进行低通滤波，从而在下游核团中强加一种与刺激时间锁定的更规则的活动模式，干扰通过受刺激通路的信息传递。虽然计算建模研究和静息状态活动的电生理学分析已被用于研究这一理论，但本研究首次提供了在感觉运动输入背景下探究 DBS 信息损伤假说的实验证据。

如果 DBS 造成了完全的信息损伤，人们会预期神经元的放电频率与该神经元编码的运动方面之间的相关性会完全丧失。同时，假设 DBS 驱动从受刺激脑区投射的轴突，那么人们可能会预期刺激下游的核团中的信息会受到抑制。在本研究中，被动关节活动被作为一种可重复的生理信号引入，已知该信号在基底神经节 - 丘脑回路中传递和处理。先前的研究表明，运动皮层中存在的功能拓扑结构在整个基底神经节和丘脑运动区都得以保留，在这些区域，细胞对身体对侧的被动关节运动做出反应。基底神经节 - 丘脑回路中神经元对被动关节活动的反应，不仅代表了一种可以用于评估 DBS 对信息传递影响的生理相关信号，而且也是一种在帕金森病和肌张力障碍等运动障碍中已知会发生改变的神经元编码方面。

建模研究表明，GP-DBS 对苍白球内的胞体、传出和传入轴突的动作电位活动有不同影响。在这个模型中，传出轴突的激活会与自然发生的动作电位产生逆向碰撞，而苍白球内传入轴突和胞体的激活会导致体细胞活动的时间锁定改变。在这两种情况下，由于 GP-DBS，通过受刺激区域的信息可能会丢失或处理不当。与 DBS 在受刺激区域产生信息损伤的假设一致，研究人员发现，在 GP-DBS 期间，大多数苍白球细胞无法像 GP-DBS 之前那样精确地编码与运动相关的信息。然而，令人惊讶的是，在 GP-DBS 期间，16 个苍白球细胞中有 6 个仍然能够准确地编码被动关节运动的某些方面，另外 16 个苍白球细胞中有 4 个完全保留了它们的运动编码能力。鉴于本研究中研究的细胞数量相对较少，在得出一般性结论时必须谨慎，但结果似乎表明，DBS 产生的信息损伤可能并不完全，在治疗性刺激期间，受刺激靶点中的细胞仍然编码与行为相关的信息。

同时，传出纤维的强直性激活会向下游核团诱导非生理性的高频、规则的 GABA 能输入，可能会干扰 VLo 中的信息处理和传递，从而将信息损伤 “扩散” 到刺激部位远端的区域。然而，与苍白球相比，在 GP-DBS 期间，VLo 中能够保留其原始调谐的细胞数量是苍白球的两倍多（运动丘脑中为 60%，而苍白球中为 25%），这表明在 GP 中观察到的部分调谐丧失并没有按比例传递到 VLo 丘脑。虽然 GP-DBS 有可能减弱了苍白球在丘脑中的投射突触强度，因为研究发现它会在 GP 内诱导抑制性突触可塑性，但这种反应性降低预计会在比本研究中所研究的更长的刺激时间尺度上发生。也有可能是鉴于两只非人灵长类动物的病理生理状态稳定，运动丘脑可能已经处于对基底神经节输入反应较弱的状态。此外，苍白球只是 VLo 丘脑的几个输入之一，这些输入包括来自皮质丘脑投射的广泛神经支配，即使通过苍白球传出通路的调制，它们仍可能向 VLo 发送运动学信息。

03. 放电模式的规则化不足以调节与运动相关的信息

令人惊讶的是，许多在治疗性 DBS 期间保留了对被动关节运动调谐的记录细胞，其放电模式却有明显改变（苍白球中有 3/4 的细胞，VLo 中有 11/33 的细胞）。这一发现表明，即使神经元活动与 DBS 同步，刺激脉冲序列也不会完全覆盖相关行为信息的处理。同时，在被动肢体运动期间，一部分记录的神经元群体在治疗性 DBS 期间，其动作电位活动发生改变，但放电模式或频率却没有显著调制（苍白球中有 2/12，VLo 中有 13/23）。因此，调谐丧失的机制不能完全用电刺激对记录神经元的直接效应来解释，这表明可能涉及间接的网络机制。

五、结论

本研究表明，DBS 在运动基底神经节 - 丘脑 - 皮质网络中的生理机制与完全的信息损伤相似，但并不等同。受刺激核团及其下游靶点中的神经元可能会失去或改变对运动的调谐，它们的放电模式可能会被 DBS 同步，但这两种现象不一定相互依赖。因此，这些数据支持了 DBS 的一种机制，即刺激调节信息传递，但这种效应并非完全抑制信息传递。

东莞富临医疗科技有限公司是Nex Technologies在亚洲的代理商，为亚洲客户提供NeuroExplorer数据分析软件

公司地址：广东省东莞市樟木头镇塑金国际1号楼810

发布于：广东省

• 线上杠杆资金配资