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国家神经疾病医学中心National Center for Neurological Disorders

中国国际神经科学研究所China International Neuroscience Institute

宣武医院神经外科Department of Neurosurgery, Xuanwu Hospital

科室新闻

成果发表|遇涛团队:基于立体定向脑电图植入后电刺激诱发情绪反应的图谱绘制及脑网络研究

来源:神经外科 发布时间:2025-05-06 15:47:25
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大脑如何产生情绪一直是神经心理科学的一个基本研究领域。以往研究争论的一个焦点在于:情绪反应是否由特定的脑区实现,还是大范围网络变化的结果。由宣武医院神经外科书写的“Symptomatic Emotional Responses and Changes in Networks Elicited by Direct Electrical Stimulation”研究论文,于2025年4月1日在《CNS Neuroscience & Therapeutics》期刊(IF=4.8,JCR Q1)发表。基于以往研究,我们进一步对直接电刺激诱发的情绪反应进行图谱绘制,同时记录电刺激前后脑电信号,分析情绪反应过程中局部脑网络的变化,阐明直接电刺激诱发情绪反应的相关脑区及诱发机制。本文章中,宣武医院神经外科刘孟林硕士、高颖博士为共同第一作者;首都医科大学宣武医院遇涛教授为文章通讯作者。

关键词:直接电刺激,情绪,情绪反应,癫痫,立体定向脑电图;

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图1.诱发积极情绪体验的电极接触位置。橙色代表恐惧,紫色代表焦虑,蓝色代表快乐,绿色代表抑郁。

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图2.网络统计分析。在刺激前 10 秒和刺激后 10 秒对局部网络进行格兰杰因果关系(GC)、定向传递函数(DTF)和部分定向相干(PDC)分析。结果表明,GC 存在显著差异。此外,DTF 和 PDC 的变化主要出现在不同的频段内。还观察到,刺激左侧杏仁核和左侧海马体后,连接强度增加,但刺激左侧岛叶后,连接强度降低。

本研究回顾性分析了500名药物难治性癫痫患者的临床数据,这些患者接受了立体脑电图(SEEG)植入以定位致痫区和进行脑功能映射。术前通过高分辨率MRI、脑磁图(MEG)和长程视频脑电图(vEEG)评估致痫区,随后植入SEEG电极并进行直接电刺激(DES),参数为双相波(脉宽0.2 ms,频率50 Hz,持续3 s),电流强度逐步增加至6 mA。记录患者因刺激产生的情绪反应(如恐惧、快乐、焦虑、抑郁),并利用格兰杰因果分析(GC)、定向传递函数(DTF)和部分定向相干性(PDC)分析刺激前后10秒的功能连接变化。研究排除了致痫区电极和癫痫先兆相关数据,通过三维重建和标准脑图展示结果,结合统计检验验证显著性,为情绪神经机制研究提供了新视角。

结果提示在31名患者中的85个触点中,通过直接电刺激在无先兆的情况下诱发了情绪反应,其中包括 35 次(41.2%)恐惧反应、37次(43.5%)快乐反应、6次(7.1%)焦虑反应和 7次(8.2%)抑郁反应。在所有产生情绪症状的患者中,我们筛选了一定患者数量和触点,获取他们的刺激前后的电生理信息,进行了格兰杰因果分析、定向传递函数和部分定向相干分析;分析显示,在选定患者中,刺激前后大脑网络存在显著差异。

本研究通过图谱绘制及脑网络分析,认为DES 能够在大脑的多个区域引发情绪反应,比如双侧杏仁核、海马体、颞叶、额叶、岛叶、扣带回、中央旁回、梭状回、眶额叶皮质、左丘脑和壳核。这些被激发的情绪体验可能主要源于局部脑网络的变化。基于网络变化的研究,将来有望明确网络变化机制,构建闭环调控框架,为后续的诊治提供一定的基础。

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共同第一作者

刘孟林

首都医科大学宣武医院

2022级外科学(神经外科

专业性硕士研究生

主要进行癫痫及精神症状神经调控的相关研究,在SCI杂志上以第一及共同第一作者发表论著1篇。

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共同第一作者

高颖

首都医科大学宣武医院

2025级外科学(神经外科

学术性博士研究生

主要进行癫痫及精神症状神经调控的相关研究,在SCI杂志上以第一及共同第一作者发表论著1篇,中文核心1篇。

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通讯作者

遇涛

首都医科大学宣武医院

神经外科副主任 主任医师

教授 博士生导师 

北京功能神经外科研究所副所长

从事功能神经外科疾病诊治工作20余年,重点研究难治性癫痫的外科治疗及神经调控机制。以第一作者/通讯作者在Brain、Ann Neurol、Adv Sci.、Epilepsia等国内外专业期刊发表论文70余篇,现为中国抗癫痫协会常务理事,北京抗癫痫协会副会长,中国人体健康科技促进会神经调控与功能修复专业委员会副主任委员。