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​北京天坛医院张建国教授团队《Brain》揭示帕金森病冻结步态患者皮层放电特征并提出带宽模型

作者:姜胤,朱冠宇 发布时间:2022-04-22 浏览次数:
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      近日,首都医科大学附属北京天坛医院神经外科张建国教授团队在神经系统疾病领域著名学术期刊《Brain》在线发表研究论文“Cortical phase-amplitude coupling is key to the occurrence and treatment of freezing of gait”。发现帕金森病患者大脑初级运动皮层神经元的过度同步化放电是导致步态冻结的关键因素,而丘脑底核-脑深部电刺激(STN-DBS)可通过去同步化异常放电达到治疗作用。基于此提出的冻结步态“带宽模型”成为国际上首个阐述DBS治疗步态障碍的皮层-基底节系统性模型。首都医科大学附属北京天坛医院神经外科张建国教授、北京市神经外科研究所姜胤副研究员为共同通讯作者,附属北京天坛医院神经外科在读硕士尹子霄、主治医师朱冠宇、博士刘钰晔为共同第一作者。

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      帕金森病(PD)与肿瘤、心脑血管疾病并称为威胁中老年人健康的三大疾病,其中PD晚期的冻结步态是导致患者跌倒、死亡的极重要因素。首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科张建国教授团队以此为焦点进行了一系列研究,于2018年获批该领域首个国自然重点课题“脑深部电刺激治疗帕金森病冻结步态的基底节-皮层环路调节机制研究”。

      研究团队通过记录并分析16例伴有冻结步态的PD患者丘脑底核和运动皮层神经元放电特征,并通过光学动作捕捉系统实时量化步态指标,发现冻结的发生与初级运动皮层beta-gamma频段相位振幅耦合的异常升高相关。STN-DBS能显著降低该异常耦合并同时改善步态冻结症状。额外的双重任务认知负荷试验显示,行走中认知功能与运动功能竞争性抢占运动皮层信息处理资源,STN-DBS整体提高了运动皮层信息处理能力上限。基于上述结果提出的“带宽模型”,首次将运动功能受损、认知负荷以及电刺激对步态障碍的干预效果在同一个模型中有机融合,该模型对闭环DBS疗法的优化及行走脑机接口系统的研发提供重要数据支撑。

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      该研究得到国家自然科学基金重点项目(81830033, 61761166004, 81870888)和首都医疗发展研究基金(2018-2Z-1076)等项目资助。

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      张建国,教授,主任医师,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴、北京学者、北京市有突出贡献专家。现任首都医科大学附属北京天坛医院神经外科中心副主任兼功能神经外科主任,北京市神经外科研究所功能神经外科研究室主任,国家神经调控技术工程中心副主任,神经电刺激研究与治疗北京市重点实验室主任。

      从事神经外科医教研工作31年,在脑功能性疾病的临床诊疗、医工交叉及基础研究领域取得卓越建树,是我国功能神经外科的领军人物。专注探索脑功能性疾病30余年,率先应用脑起搏器治疗帕金森病,开启了神经调控治疗脑功能性疾病的序幕,建立首个国家级神经调控多学科诊疗体系和平台,组建中国神经调控联盟,主持推动脑起搏器国产化的临床验证,为我国有源性植入器材的临床推广做出突出贡献。曾先后带领团队获得北京市科学技术奖二等奖、中华医学科技三等奖、教育部科技进步奖二等奖、北京市科技进步一等奖、国家科技进步一等奖、华夏医学科技奖一等奖。近五年在Nature Communications、JAMA Neurology,Brain等杂志共发表SCI 论文110余篇,撰写专著6部、指南及专家共识8部,其中1部被纳入国际指南规范。

姜胤,朱冠宇)

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