帕金森患者在手臂伸展時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的復(fù)發(fā)性震顫。來自羅馬大學(xué)的Alfredo Berardelli等人在Movement Disorders發(fā)文，旨在探討初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)在復(fù)發(fā)性震顫中的作用，并與靜止性震顫進(jìn)行比較，研究復(fù)發(fā)性震顫的病理生理學(xué)。

招募復(fù)發(fā)性震顫和靜止性震顫兩類帕金森患者，分析兩類震顫的皮質(zhì)神經(jīng)相干性和格蘭杰因果關(guān)系、在M1區(qū)域TMS產(chǎn)生的震顫復(fù)位以及刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)產(chǎn)生的TMS誘發(fā)電位。   

本文所用縮略語較多，為方便讀者查詢，在這里集中列出，其中re-emergent tremor和corticomuscular coherence為核心，給出解釋：     

RET：re-emergent tremor, 復(fù)發(fā)性震顫，RET定義為保持手臂伸展時(shí)至少3秒后出現(xiàn)的體位性震顫。    

CMC：corticomuscular coherence，皮質(zhì)神經(jīng)相干性，CMC 指的是大腦皮層區(qū)域和肌肉神經(jīng)活動(dòng)的同步性。     

CSD：電流源密度。     

TMS：經(jīng)顱磁刺激。      

EEG：腦電。     

EMG：肌電。     

TEP：TMS誘發(fā)電位。     

MEP：運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位。     

M1：初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)。     

ECR：橈側(cè)腕伸肌。     

RI：震顫復(fù)位指數(shù)。

結(jié)果：RET表現(xiàn)出明顯的皮質(zhì)神經(jīng)相干性，以及運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)活動(dòng)與震顫肌肉和震顫復(fù)位的因果關(guān)系。經(jīng)顱磁刺激誘發(fā)電位的P60成分在震顫抑制時(shí)振幅降低，在RET前恢復(fù)，在RET(復(fù)發(fā)性震顫)發(fā)作時(shí)增強(qiáng)，在RET過程中恢復(fù)到與靜止性震顫相似的值。與靜止性震顫相比，RET表現(xiàn)出與靜止性震顫相似的皮質(zhì)神經(jīng)相干性和震顫復(fù)位性，但頻率略高于靜止性震顫。

結(jié)論：RET與M1的活動(dòng)有因果關(guān)系，M1可能是網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生RET的匯聚節(jié)點(diǎn)。復(fù)發(fā)性震顫和靜止性震顫具有共同的病理生理機(jī)制，運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)在其中起著至關(guān)重要的作用。 

關(guān)鍵詞：臨床神經(jīng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)皮層、帕金森、TMS-EEG、震顫
1前言：

伴有靜止性震顫的帕金森患者可能在手臂保持在伸展位置時(shí)出現(xiàn)一種震顫，即所謂的復(fù)發(fā)性震顫（re-emergent tremor，RET）。臨床觀察提示，RET可能具有與靜止性震顫相似的機(jī)制。

只有一項(xiàng)研究調(diào)查了RET病理生理特性，發(fā)現(xiàn)匯聚在感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)上的網(wǎng)絡(luò)可能參與RET。更好的理解RET病理生理特性可能會(huì)開辟一種治療策略。在本文中，研究者利用神經(jīng)生理學(xué)技術(shù)研究了M1在RET中的病理生理作用，分析流程如下：

1.利用皮質(zhì)神經(jīng)相干（corticomuscular coherence，CMC）研究M1與RET過程中肌肉活動(dòng)的可能相關(guān)性，并試圖通過電流源密度（Current source Density，CSD）分析確定其皮層發(fā)生源。

2.計(jì)算信號(hào)之間的格蘭杰因果關(guān)系（Granger causality），研究M1和肌肉活動(dòng)之間任何顯著相關(guān)性的方向性。

3.為了進(jìn)一步探討M1活動(dòng)和RET之間可能的因果關(guān)系，測量TMS對(duì)RET復(fù)位的能力。

4.為了研究M1興奮性和RET之間的聯(lián)系，還結(jié)合TMS和EEG來研究不同震顫條件下M1刺激產(chǎn)生的TMS誘發(fā)電位可能變化。

5.最后，為了測試M1是否同樣參與產(chǎn)生RET和靜止性震顫，研究者在同一患者中比較了兩種震顫的CMC、格蘭杰因果關(guān)系和震顫復(fù)位。

   2方法

    被試

帕金森患者（6男，67 ±11歲）（表1），由運(yùn)動(dòng)障礙專家、神經(jīng)科醫(yī)生根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)為帕金森病，振幅分?jǐn)?shù)為≥2的為復(fù)發(fā)性震顫 (UPDRS 3.15)，振幅和穩(wěn)定性總分≥4的靜止性震顫(UPDRS3.17和3.18)，且震顫僅限于一側(cè)。RET定義為保持手臂伸展時(shí)至少3秒后出現(xiàn)的體位性震顫。排除標(biāo)準(zhǔn)是：有其他神經(jīng)或精神疾病病史；晚期帕金森病。帕金森病的治療在至少實(shí)驗(yàn)前12小時(shí)停止。表1 患者的人口學(xué)特征和臨床特征

實(shí)驗(yàn)設(shè)置

患者坐在專為TMS(EMS，意大利)設(shè)計(jì)的椅子上，前臂靠在扶手上。在所有的實(shí)驗(yàn)中，評(píng)估靜止性震顫：要求患者將他們受影響的手懸掛在扶手的邊緣，并僅在震顫出現(xiàn)至少10秒時(shí)進(jìn)行記錄。評(píng)估RET：要求患者伸展手腕，同時(shí)將前臂保持在扶手上以避免疲勞。

實(shí)驗(yàn):CMC(皮質(zhì)神經(jīng)相干性)和格蘭杰因果

32導(dǎo)兼容TMS電極帽記錄EEG：

Fp1-Fp2-AFz-F7-F3-Fz-F4-F8-FC5-FC1-FCz-FC2-FC6-T7-C3-Cz-C4-T8-TP9-CP5-CP1-CP2-CP6-TP10-P7-P3-Pz-P4-P8-O1-O2-Iz。POz電極作為參考，FPz電極作為接地。通道阻抗保持在5kΩ以下。用連接到雙極通道的一對(duì)Ag/AgCl表面電極記錄橈側(cè)腕伸肌(ECR)的肌電圖(EMG)。EEG和EMG濾波：DC-3.5 kHz，并使用TMS兼容系統(tǒng)(Neurone，Bittium，芬蘭)以10 kHz采樣。在三個(gè)1分鐘的RET和靜止性震顫期間記錄EMG和EEG。

預(yù)處理

在FieldTrip中用自定義腳本實(shí)現(xiàn)函數(shù)。EEG和EMG信號(hào)被分割成3.4秒的時(shí)間段，采樣頻率降到1kHz，去噪，陷波濾波(45-55 Hz)，帶通濾波：EEG數(shù)據(jù)1-45 Hz，EMG數(shù)據(jù)20-250 Hz。從分段兩側(cè)剔除200毫秒的數(shù)據(jù)，以獲得3秒的時(shí)間段。

利用FastICA算法對(duì)EEG信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立成分分析，去除了與肌肉、眼動(dòng)和電極噪聲相關(guān)的偽跡。然后將腦電信號(hào)變換到頭皮表面電壓分布(電流源密度變換，“CSD變換”)，以減小容積傳導(dǎo)效應(yīng)，提高空間分辨率。用“CSD”工具箱計(jì)算CSD變換。然后利用預(yù)處理后的時(shí)間段進(jìn)行時(shí)頻變換，計(jì)算1~45Hz頻段的EMG和EEG功率譜和交叉譜密度。CMC測量了兩個(gè)信號(hào)在頻域中的線性相關(guān)性，計(jì)算方法為兩個(gè)信號(hào)的交叉譜密度除以每個(gè)信號(hào)的自譜密度（auto-spectral densities）。在所有EMG通道和EEG通道頻譜估計(jì)的相同頻率范圍內(nèi)計(jì)算CMC。
統(tǒng)計(jì)

當(dāng)C3(右顫)和C4(左顫)處的CMC值超過95%置信區(qū)間的上限時(shí)，根據(jù)以下公式進(jìn)行獨(dú)立假設(shè)，認(rèn)為其具有顯著性：

95% CL = [1-0.05^1/(number of epochs-1)]

在Fieldtrip中計(jì)算肌電信號(hào)的非參數(shù)譜密度估計(jì)值與C3(右震顫)或C4(左震顫)的腦電信號(hào)之間的格蘭杰因果關(guān)系。顯著格蘭杰因果關(guān)系的閾值是通過創(chuàng)建1000個(gè)EMG和EEG數(shù)據(jù)集的排列來計(jì)算的，在這些排列中，試驗(yàn)順序被隨機(jī)打亂，從而產(chǎn)生隨機(jī)的格蘭杰因果值。然后將真實(shí)的Granger因果值與隨機(jī)分布數(shù)值進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)顯著性水平為P<0.05的零假設(shè)。

對(duì)CMC峰值進(jìn)行2(震顫：RET vs.靜止性震顫)×2(頻率：震顫頻率vs.雙倍震顫頻率)的重復(fù)測量方差分析；對(duì)格蘭杰因果峰值進(jìn)行2 (震顫：RET vs. 靜止性震顫)×2(頻率：震顫頻率vs.雙倍震顫頻率)×2（方向：M1-肌肉vs.肌肉-M1）的重復(fù)測量方差分析。

實(shí)驗(yàn)二——Tremor Resetting震顫復(fù)位

與實(shí)驗(yàn)1相同記錄EMG，但使用D360(DigiTimer，英國)并通過CED 1401 A/D接口以5 kHz頻率采樣。使用Magstim 200²刺激器連接一個(gè)8字線圈(Magstim，Whitland，UK)，在震顫對(duì)側(cè)的M1處發(fā)出單相、單脈沖TMS(SpTMS)，從而激發(fā)ECR中最大的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）。將線圈與頭皮相切，以誘導(dǎo)垂直于中央溝的前后方向電流。神經(jīng)導(dǎo)航(Softaxic，EMS，意大利)用于監(jiān)測線圈位置。刺激強(qiáng)度設(shè)置為使用在靜息狀態(tài)下誘發(fā)1 mV振幅的MEP的強(qiáng)度。通過5組spTMS分別評(píng)估RET和靜止性震顫的復(fù)位情況，每組包括8個(gè)試次，試次間隔在7.5秒到12.5秒之間隨機(jī)變化。每組之間有30秒的休息時(shí)間。

預(yù)處理

使用SIGNAL(版本5，CED，UK)分析震顫復(fù)位的EMG數(shù)據(jù)。測量TMS之前5次震顫爆發(fā)的峰值時(shí)間，得出相應(yīng)的4個(gè)周期長度(CL1-4)，并計(jì)算平均震顫周期長度(A)。測量從第5次震顫爆發(fā)到TMS的時(shí)間，并以平均震顫周期長度的百分比(A%)表示。計(jì)算TMS之后5次震顫爆發(fā)的預(yù)測峰值時(shí)間，和TMS之后5次震顫爆發(fā)的預(yù)測峰值時(shí)間與實(shí)際峰值時(shí)間之差(D1-D5)；在計(jì)算震顫復(fù)位指數(shù)(RI)時(shí)，在5個(gè)不同的圖上分別繪制了D1-D5與同一試次A%的關(guān)系圖。TMS之后5次爆發(fā)的RI（RI1-RI5）作為RET和靜態(tài)震顫的5個(gè)D1-D5曲線圖的回歸線的斜率。每個(gè)參與者的最終震顫復(fù)位指數(shù)計(jì)算為RI1到RI5的平均值。震顫復(fù)位穩(wěn)定性按RI1/RI5比值計(jì)算。

統(tǒng)計(jì)

通過計(jì)算TMS后5次震顫爆發(fā)的平均復(fù)位指數(shù)(RI)來評(píng)估震顫復(fù)位(圖1)。通過單樣本t檢驗(yàn)，當(dāng)RI值與假設(shè)平均值零有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異時(shí)，震顫復(fù)位被認(rèn)為是顯著的。通過測量TMS后第一次和第五次震顫發(fā)作之間的RI比值來衡量震顫復(fù)位的穩(wěn)定性。當(dāng)RI1/RI5比值與假設(shè)均值1無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異時(shí)，震顫復(fù)位被認(rèn)為是穩(wěn)定的。使用配對(duì)t檢驗(yàn)比較RET和靜止性震顫之間的RI和RI1/RI5比值。

圖1 震顫復(fù)位分析。

(A)同一患者的RET(上)和靜止性震顫(下)的單一EMG試驗(yàn)中的震顫復(fù)位測量示例。CL1-CL4，周期長度；A，平均震顫周期長度；A%，從第五次震顫爆發(fā)到TMS的時(shí)間(占A的百分比)；D1-D5，TMS之后預(yù)測的峰值時(shí)間與實(shí)際峰值時(shí)間之間的差異。(B)一個(gè)患者的震顫復(fù)位指數(shù)(RI)。數(shù)據(jù)點(diǎn)代表RET(黑色圓圈)和靜止性震顫(灰色方塊) 的一個(gè)試次。根據(jù)RET(黑線)和靜止性震顫(灰線)回歸直線的斜率計(jì)算TMS后5次震顫的RI。

實(shí)驗(yàn)三—TMS-Evoked Potentials

腦電記錄與實(shí)驗(yàn)1相同，在線濾波(DC-3.5 kHz)，右震顫時(shí)采集FC5-FC1-C3-Cz-CP5和CP1，左震顫時(shí)采集FC2-FC6-C4-Cz-CP2和CP6，采樣頻率為80kHz。POz為參考電極，FPz為接地電極。研究者將TEP記錄限制在感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的6個(gè)通道上。使用雙相刺激器(Magstim SuperRapid²)來產(chǎn)生具有短刺激間間隔的TMS脈沖(見下文)。刺激器被連接到一個(gè)8字線圈上，以在M1熱點(diǎn)上傳輸雙相spTMS，其強(qiáng)度等于活動(dòng)運(yùn)動(dòng)閾值的80%，定義為在持續(xù)自愿伸腕(手和前臂之間的0°)期間，在10次試驗(yàn)中有5次產(chǎn)生MEP≥200μV的最低刺激強(qiáng)度。TMS每500毫秒±15%一次，持續(xù)60個(gè)blocks，包括靜止性震顫、腕關(guān)節(jié)伸展和RET。使用這個(gè)短的刺激間間隔來獲得高時(shí)間分辨率來探測與不可預(yù)測的潛伏期現(xiàn)象(RET發(fā)作)相關(guān)的皮層動(dòng)力學(xué)。使用噪聲掩蔽，并在線圈和頭皮之間放置了一層薄薄的泡沫，以避免TMS誘發(fā)的聽覺和假設(shè)性體感反應(yīng)對(duì)TEP的污染。

預(yù)處理

在Matlab(R2017b)上使用帶有Fieldtrip、EEGLAB和TESA函數(shù)的自定義腳本進(jìn)行TEP分析。根據(jù)前面描述的方法對(duì)EEG進(jìn)行預(yù)處理。10個(gè)EMG和EEG數(shù)據(jù)圍繞TMS脈沖(-500到500ms)分段。腦電基線校正(-100至-5ms)，并去掉-5 ms-15 ms數(shù)據(jù)以去除偽跡。信號(hào)采樣頻率1000 Hz。然后，使用FastICA算法對(duì)EEG偽跡進(jìn)行了兩輪獨(dú)立分量分析。在第一輪ICA中，只刪除了代表TMS誘發(fā)肌肉的大偽跡和衰減偽跡。信號(hào)被認(rèn)為是偽跡的情況：

1) 如果它們的振幅明顯大于神經(jīng)信號(hào)(>20 uV)，2)如果它們具有可能需要>50ms才能恢復(fù)的指數(shù)衰減型信號(hào)，因此抵消了潛在的神經(jīng)信號(hào)。在大約25%的參與者中，肌肉和衰減偽跡作為一個(gè)單一成分被消除。在第二輪ICA中，只刪除由于電極移動(dòng)和噪聲帶來的成分。在不到15%的受試者中，電極移動(dòng)和噪聲偽跡被分離為一個(gè)ICA成分。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行凹陷濾波(45~55 Hz)和帶通濾波(腦電數(shù)據(jù)為1~100 Hz，肌電數(shù)據(jù)為20~250 Hz)。將C3/C4作為局部周圍電極的重參考。[C3重參考=(C3-FC1)+(C3-FC5)+(C3-CP1)+(C3-CP5)][C4重參考=(C4-FC2)+(C4-FC6)+(C4-CP2)+(C3-CP6)]。運(yùn)算符產(chǎn)生在C3/C4水平上記錄的TEP的正交源導(dǎo)數(shù)，從而減少相鄰區(qū)域中的源的貢獻(xiàn)。

TEPs 條件：基于對(duì)EMG的視覺觀察，EEG數(shù)據(jù)根據(jù)以下條件被分類： 1)‘rest tremor’：靜止性震顫期間的TMS，

2)  ‘posture–onset’：緊跟在手腕伸展之后的第一個(gè)TMS脈沖， 3) 'posture–holding’：在完全抑制靜止性震顫的同時(shí)保持手腕伸展，直到RET發(fā)作前1秒的所有TMS脈沖，

4) 'RET onset minus 2'，以及

5) 'RET onset minus 1'：手腕伸展期間RET開始前的最后兩個(gè)TMS脈沖，分別為RET開始前1秒至500ms(minus 2)和500ms至50ms(minus 1)， 6) 'RET–onset’：緊跟在RET開始之后的第一個(gè)TMS脈沖， 7)‘RET’：RET期間的TMS脈沖(不包括'RET–onset’脈沖)。對(duì)每種情況下的EEG信號(hào)進(jìn)行平均和校正，以獲得最終的TEP。對(duì)于每個(gè)受試者，我們計(jì)算了所有條件下的總平均TEP，并對(duì)其進(jìn)行了肉眼檢查，以確定TMS后前三個(gè)峰值的潛伏期。峰值幅度為對(duì)應(yīng)于峰值潛伏期±3ms的恒定時(shí)間間隔內(nèi)的最大值。

TEP trials：為了匹配不同條件之間的試次數(shù)量，使用了60個(gè)隨機(jī)選擇的無偽跡試次來計(jì)算C3通道上“靜止性震顫”和“RET”條件下的平均TEP，而所有的無偽跡試次都用于其他條件。用于計(jì)算TEP的平均試驗(yàn)次數(shù)為57.9±1.8。在每種情況下用于計(jì)算TEP的平均試驗(yàn)次數(shù)為：‘rest tremor’  60?±?0；‘posture–onset’ 57±0.5；'posture–holding’  55±?0.7；'RET onset minus 2'  57±?0.3；'RET onset minus 1'  58±?0.2；'RET–onset’  58±?0.2；‘RET’  60?±?0。

圖2 TEPs方法。

(A)TMS EEG設(shè)置。右主震顫(左圖)和左主震顫(右圖)患者在繞圈通道的TMS過程中分別記錄腦電數(shù)據(jù)。

(B)每組模塊包括：(1)靜止性震顫10s，然后(2)自愿伸腕(可變持續(xù)時(shí)間)，最后(3)復(fù)發(fā)性震顫(RET)，10s。(C)TEPs條件。豎條表示在1個(gè)示例期間傳遞TMS的時(shí)間范圍；標(biāo)簽顯示TEP條件是如何基于ECR肌肉的EMG定義的。

統(tǒng)計(jì)

根據(jù)對(duì)肌電圖的目測，EEG試驗(yàn)可分為下列情況：(1) rest tremor, (2) posture onset, (3) posture holding, (4) RET-onset minus 2, (5) RET-onset minus 1, (6) RET onset, and (7) RET (圖2). TEP是通過對(duì)每種情況下的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行平均得到的。然后根據(jù)Hjorth參考技術(shù)將C3/C4通道上的TEP轉(zhuǎn)換為正交源導(dǎo)數(shù)，以減少來自M1以外的源的污染并進(jìn)行校正。分析僅限于C3/C4通道和早期TEP，因?yàn)樽罱?/span>TMS-EEG研究表明它們分別在感興趣的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)，這最能反映M1局部興奮性的變化。從posture onset至RET onset的RET平均潛伏期為5.44±0.76秒(3.2~9.4秒)。

數(shù)據(jù)正態(tài)性采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)。以震顫條件(7類，見上)和TEPs成分(P30，N45，P60)為主要因素，對(duì)TEPs波幅進(jìn)行雙因素方差分析。進(jìn)行多次配對(duì)t檢驗(yàn)作為post hoc分析，錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率校正閾值為0.1。采用Spearman‘s等級(jí)評(píng)定震顫抑制期間TEP變化： 1-[姿勢保持/靜止性震顫])與RET潛伏期之間的相關(guān)性。
3結(jié)果

皮質(zhì)神經(jīng)相干性及格蘭杰因果

RET肌電主峰位于4.74±0.13 Hz(震顫頻率)，次峰位于9.40±0.22 Hz(雙倍震顫頻率)。RET對(duì)側(cè)C3/C4上的EEG在RET頻率(4.60±0.12 Hz)處出現(xiàn)一個(gè)峰值，在雙倍震顫頻率(9.40±0.22 Hz)附近出現(xiàn)第二個(gè)峰值。所有患者在RET期間均在震顫頻率和雙倍震顫頻率出現(xiàn)明顯的CMC。

靜止性震顫肌電在4.27±0.14 Hz出現(xiàn)主峰，8.73±0.27 Hz出現(xiàn)次峰。靜止性震顫對(duì)側(cè)C3/C4的腦電在靜止性震顫頻率(4.30±0.15 Hz)處出現(xiàn)一個(gè)峰值，在雙倍震顫頻率(8.50±0.31 Hz)附近出現(xiàn)第二個(gè)峰值。在靜止性震顫時(shí)，所有患者在震顫頻率和雙倍震顫頻率下均表現(xiàn)出明顯的CMC。在震顫頻率和雙倍震顫頻率下，RET的肌電頻率均明顯高于靜止性震顫(見圖3A)。在雙倍震顫頻率下，RET的腦電頻率峰值明顯高于靜止性震顫，但在震顫頻率下僅有向更高頻率移動(dòng)的趨勢，見圖3B。方差分析顯示震顫×頻率交互作用不顯著。雙倍震顫頻率下的CMC顯著高于震顫頻率(0.146±0.02 vs 0.106±0.01)，具有顯著的頻數(shù)主效應(yīng)(P=0.024)。RET時(shí)CMC值在震顫頻率(0.09±0.01 vs 0.12±0.12)和雙倍震顫頻率(0.12±0.02 vs 017±0.02)均低于靜止性震顫，但無顯著性差異。RET和靜止性震顫的地形圖均顯示最大CMC值在震顫對(duì)側(cè)的中央外側(cè)皮質(zhì)之上。與靜止性震顫相比，RET顯示CMC值分布稍寬，向頂葉皮質(zhì)后方延伸更多(圖3C)。6例RET期間和4例靜止性震顫時(shí)M1-EMG方向的G-因果關(guān)系在震顫頻率下顯著，而在雙倍震顫頻率下，除1例患者外，其余患者均在兩類震顫中均顯著。在震顫頻率下，8例患者RET與10例靜止性震顫在EMG-M1方向上存在顯著的G因果關(guān)系，而在雙倍震顫頻率下，僅有1例患者在兩次震顫中均有明顯的G-因果關(guān)系。G因果關(guān)系方差分析顯示方向×頻率交互作用顯著，單獨(dú)的震顫、頻率、方向主效應(yīng)均不顯著，方向×震顫、頻率×震顫、方向×震顫×頻率交互作用均不顯著。Post hoc分析顯示，在震顫頻率下，M1（初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)）-to-ECR（橈側(cè)腕伸肌）方向的G-因果關(guān)系顯著低于ECR-to-M1方向，而在雙倍震顫頻率下，G-因果關(guān)系在M1-EMG方向上更高，圖3D。

圖3 CMC和格蘭杰因果關(guān)系。陰影區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)誤差；虛線水平線，統(tǒng)計(jì)顯著的閾值。

(A) ECR肌肉的肌電功率譜。

(B) 左側(cè)震顫患者在震顫頻率RET(I)、震顫頻率靜止性震顫(II)、雙倍震顫頻率RET(III)和雙倍震顫頻率靜止性震顫(IV)的CMC譜和地形圖。 

(C) C3/C4通道的腦電功率譜。

(D)格蘭杰因果譜。

Tremor Resetting

平均1 mV MEP強(qiáng)度為最大刺激器輸出的68%±8%。圖1顯示了1例有代表性的受試者的數(shù)據(jù)。RET的平均RI與0相比有顯著性差異(2.07±0.10，P<0.001)，而RI1/RI5比值與1相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。靜止性震顫的RI也有顯著性差異(2.16±0.17，P<0.001)，RI1/RI5比值與1相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。配對(duì)t檢驗(yàn)顯示RET與靜止性震顫的RI和RI1/RI5比值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

TMS-Evoked Potentials

C3處的TEP在不同條件下的平均峰值時(shí)間分別為28.1±0.2、45.5±0.4和63.0±0.6毫秒，分別與前面描述的分量P30、N45和P60一致(圖S2)。經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗(yàn)，各狀態(tài)下峰值波幅均呈正態(tài)分布(P>0.05)。方差分析顯示條件（7類）、成分（P30，N45，P60）和條件×成分交互作用的主效應(yīng)顯著。隨訪單因素方差分析顯示P60成分存在簡單的條件主效應(yīng)，其原因是靜止性震顫時(shí)P60波幅(2.43±0.04)顯著高于posture holding (0.71±0.15)和RET-onset minus 2 (1.05±0.29)，RET onset的P60幅度(4.69± 0.76)顯著高于rest tremor (P = 0.003), posture onset (2.01±0.4), posture holding (P < 0.001), RET-onset minus 2 (P < 0.001), RET-onset minus 1 (2.61 ±0.49), 和RET (2.42±0.52)。不同條件對(duì)P30和N45波幅無顯著影響，見圖4和圖s3-s4。posture holding時(shí)P60抑制與潛伏期呈顯著正相關(guān)(P < 0.001; Fig. S5)。

圖4.TMS-誘發(fā)電位(TEP)結(jié)果-Hjorth參考。(A)TMS后，在4種典型條件下，電極C3/C4處的總平均整流TEP。垂直線表示rest tremor (紅色)和RET onset(藍(lán)色)的P60波幅。陰影區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)誤差。(B)不同條件下的P60平均振幅。*Post hoc significant versus rest tremor; §post hoc significant versus RET onset。有關(guān)POz參考的結(jié)果，請參見圖S3。用POz和Hjorth參考分析TEP結(jié)果相似。

圖S4 TMS-誘發(fā)電位(TEP)結(jié)果-補(bǔ)充。

A)原始TEP；

B)在C3通道水平上不同實(shí)驗(yàn)條件校正后的TEP；

C)電極C3/C4通道上的校正TEP，平均所有受試者(n=10)?；议L條：內(nèi)插信號(hào)。45 Hz低通濾波器用于平滑TEP以用于繪圖。

圖S5 P60抑制與RET潛伏期的相關(guān)性。P60抑制表示為(1-(‘posture–holding’/‘rest tremor’))，RET潛伏期從‘posture–onset’到‘RET–onset’。

4討論

本研究的第一個(gè)結(jié)果是，在RET過程中，EMG和EEG的活動(dòng)在震顫頻率上是一致的。研究者在對(duì)側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)皮層對(duì)應(yīng)的腦電圖電極上定位了與RET一致的振蕩活動(dòng)來源。震顫分析還顯示，在RET和靜息狀態(tài)下，第二個(gè)CMC峰值在大約兩倍的震顫頻率處。以前的研究曾將這第二個(gè)峰值解釋為技術(shù)偽跡或生理現(xiàn)象。G因果關(guān)系表明，在震顫頻率下，信息傳輸是從肌肉到M1的方向上，而在大約兩倍的震顫頻率下，主要是在M1到肌肉的方向上。這些結(jié)果表明，震顫頻率的皮質(zhì)-肌肉神經(jīng)耦合主要反映肢體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的本體感覺輸入；而雙倍震顫頻率的耦合反映的是參與驅(qū)動(dòng)震顫的M1輸出。

在M1之上的TMS產(chǎn)生震顫復(fù)位，這不能完全用與MEP誘發(fā)相關(guān)的感覺反饋來解釋，而是通過皮質(zhì)-皮質(zhì)下連接(如超直接通路)干擾M1皮層內(nèi)或基底神經(jīng)節(jié)的活動(dòng)解釋。然而，以前的證據(jù)已經(jīng)將震顫復(fù)位與M1皮層內(nèi)機(jī)制直接聯(lián)系起來，從而限制了震顫復(fù)位通過激活M1到基底神經(jīng)節(jié)連接獲得的可能性。研究者發(fā)現(xiàn)TMS后第一次震顫爆發(fā)的復(fù)位與TMS后第五次震顫爆發(fā)的復(fù)位相似，表明復(fù)位是穩(wěn)定的，而不是暫時(shí)性的。發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定復(fù)位表明，對(duì)M1進(jìn)行的TMS通過將RET產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)的振蕩活動(dòng)設(shè)置到其周期中的一個(gè)新的固定點(diǎn)來直接影響RET產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，而瞬時(shí)復(fù)位則表明振蕩器本身沒有受到影響。因此，穩(wěn)定的復(fù)位表明M1是皮質(zhì)-皮質(zhì)下網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生RET的非常關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，而不僅僅是輸出。最后，復(fù)位的結(jié)果表明，RET起源于涉及M1的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的不穩(wěn)定性，并且不是來自一個(gè)獨(dú)立的振蕩器。

在伸展手腕抑制震顫的過程中，TEP P60的波幅降低。P60在震顫再次出現(xiàn)前完全恢復(fù)，并在RET開始時(shí)被增強(qiáng)。然而，在震顫過程中，RET發(fā)作時(shí)觀察到的P60增強(qiáng)作用消失，P60波幅恢復(fù)到與靜止性震顫相似的值。一些證據(jù)表明，由M1 TMS產(chǎn)生的TEP是皮層興奮性和連接性的一個(gè)可重復(fù)性的指標(biāo)。在正常人中，P60主要分布在中央前回，后部向軀體感覺皮質(zhì)擴(kuò)散，其幅度受TMS刺激設(shè)置的影響，TMS刺激設(shè)置能反映M1的興奮性和感覺輸入。

本研究提供的TMS低于誘發(fā)MEP的閾值，由于肌肉抽搐，P60調(diào)制不能用感覺反饋來解釋。作者發(fā)現(xiàn)RET潛伏期和姿勢保持期間P60抑制之間的直接相關(guān)性可能表明P60調(diào)制反映了與震顫相關(guān)的M1興奮性的變化。因此，P60波幅變化在不同實(shí)驗(yàn)條件下反映不同神經(jīng)生理特性的可能性不大。盡管最近有證據(jù)表明RET潛伏期與RET波幅呈負(fù)相關(guān)，而本研究發(fā)現(xiàn)P60在RET開始時(shí)波幅最大，此時(shí)震顫波幅最小。因此，作者認(rèn)為P60調(diào)制反映了與震顫直接相關(guān)的M1興奮性的變化，與其幅度無關(guān)。在這種情況下，P60的減少表明在震顫抑制過程中M1的抑制；當(dāng)P60恢復(fù)時(shí)，震顫以RET的形式返回，這表明M1的興奮性在震顫產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)中起著非常關(guān)鍵的作用。RET潛伏期的M1抑制可能是由于皮層內(nèi)抑制增加或姿勢改變通過脊髓小腦通路影響小腦-丘腦-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)而引起的本體感覺輸入。類似地，RET開始時(shí)M1的促進(jìn)可能表明皮層內(nèi)促進(jìn)作用增強(qiáng)，或者它可能首先出現(xiàn)在GPi，該核被認(rèn)為通過M1激活小腦-丘腦-皮質(zhì)回路來“開啟”震顫。

最后，通過對(duì)同一患者的RET和靜止性震顫的比較，提供了新的發(fā)現(xiàn)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)RET和靜止性震顫有相似的EMG峰、EEG峰、CMC和G因果關(guān)系。然而，與靜止性震顫相比，RET顯示震顫峰的EMG頻率稍高，且稍寬的CMC分布向頂葉皮質(zhì)延展?？赡苁怯捎谂c靜息狀態(tài)相比，肢體機(jī)械共振不同的中樞振蕩器相互作用所致。事實(shí)上，RET和靜止性震顫頻率之間的微小差異可能來自不同的本體感覺輸入，這些輸入與肢體在姿勢保持和休息期間的不同機(jī)械條件有關(guān)。相應(yīng)地，在RET中，CMC向頂葉皮質(zhì)延伸的不同分布表明，軀體感覺輸入的貢獻(xiàn)更大。因?yàn)?/span>RET和REST震顫的復(fù)位數(shù)量和穩(wěn)定性相似，結(jié)果表明M1在RET和REST震顫中起著相似的作用，復(fù)位很可能是通過一個(gè)共同的中心振蕩器的擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。

減少實(shí)驗(yàn)偏差的幾項(xiàng)預(yù)防措施：排除有頭部震顫的患者（機(jī)械運(yùn)動(dòng)會(huì)影響EEG）以避免CMC(皮質(zhì)神經(jīng)相干性)分析中的偏差。根據(jù)最新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行TMS腦電檢查，以最大限度地減少非經(jīng)顱TMS相關(guān)誘發(fā)電位對(duì)TEP的污染。此外，在實(shí)驗(yàn)期間保持TMS參數(shù)的一致性，任何可能受到感官電位的污染在震顫條件下都是穩(wěn)定的，不能解釋觀察到的TEP的調(diào)制。由于皮質(zhì)脊髓的激活，如震顫復(fù)位，因此TMS刺激幅度在運(yùn)動(dòng)閾值以下誘發(fā)TEP以限制偏差。 

5、結(jié)論

（1）在RET過程中，EMG和EEG的活動(dòng)在震顫頻率上是一致的。在EEG和EMG峰值之間存在顯著的皮質(zhì)神經(jīng)相干。

（2）震顫頻率下的格蘭杰因果在肌肉到M1方向上占主導(dǎo)地位，而在雙倍震顫頻率下，它在M1到肌肉方向上占主導(dǎo)地位。

（3）在M1位置上進(jìn)行TMS引起RET的顯著復(fù)位。

（4）M1處的TEP記錄顯示，posture holding和RET出現(xiàn)期間的靜止性震顫抑制與TEP P60的顯著調(diào)制有關(guān)。

（5）與靜止性震顫相比，RET的肌電頻率略高，但兩種震顫的皮質(zhì)神經(jīng)相干和格蘭杰因果值相似，TMS后的復(fù)位也相似。

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