脑科学| 电刺激+工作记忆训练提升纤维肌痛患者认知能力

来源:澳门威利斯人官方网站 时间:2020-05-14浏览:10


维肌痛(Fibromyalgia,简称FM)是一种慢性疼痛病,一般人群中患病率为2~5%,女性患病率更高。它包括广泛的慢性疼痛、疲劳、抑郁、焦虑、睡眠中断和其他躯体疾病,以及认知受损。一般而言,与认知相关的最常见症状为记忆变差和注意力不集中。尽管FM的病理生理学机制尚不清楚,但可能是因为兴奋性/抑制性中枢神经系统(CNS)的不平衡,包括中枢致敏综合征(central sensitization syndrome ,简称CCS)现象。CSS是与疼痛过敏相关的中枢神经系统内神经信号的放大。事实上,CCS包括心理困扰、睡眠障碍、异常性疼痛和痛觉过敏等症状。

既然是中枢神经系统出现异常,那么有没有可能通过干预中枢神经系统的反应来改善患者的症状呢?最近的一项研究就聚焦在此症的认知功能上,采用经颅直流电刺激(tDCS)结合工作记忆训练的方式,考察是否能改善患者的认知功能。

研究选取了4018-65FM患者,连续训练8天。对于实验组,进行工作记忆训练时,在左侧背外侧前额皮层(DLPFC)放置tDCS阳极电极,右侧上眶额区域放置阴极电极,施加2mA的恒定电流20分钟。对于对照组,电极位置相同,只是刺激30秒后就没有不施加电流了。选择刺激背外侧前额叶皮层(DLPFC),是因为以往研究发现它在认知功能,尤其是更新和维持目标导向的情境信息表示(这是情景记忆所必需的)和任务相关的需求方面具有重要作用。

工作记忆训练任务是视听双通道的1-back范式(见下图)。每一个试次同时呈现视觉刺激和听觉刺激,视觉任务是判断当前方块所在的位置是否与上一个试次的一致,一致则按A。听觉任务是判断当前字母是否与上一个试次的一致,一致则按L。(讲真,这个任务很有难度)


在训练开始前使用匹兹堡睡眠质量指数评估睡眠质量、Beck抑郁量表评估抑郁症状、纤维肌痛影响问卷评估FM患者的生活质量、痛苦灾难量表评估灾难性思维、状态- 特质焦虑量表评估焦虑症状、慢性疼痛概率筛查评估疼痛严重程度、情绪压力对相关功能的限制、疼痛水平、微型国际神经精神病学访谈检测精神疾病,使用标准化问卷评估医疗合并症和人口统计学数据、热痛阈值、耐热性。并采集血液样本以测试脑源性神经营养因子(BDNF)水平。实验组和控制组在基线测试时各方面指标不存在显著差异。

认知能力测试使用的任务如下:

1Te Rey Auditory-Verbal Learning Test,简称RAVLT。是一种评估情景记忆的测试,其中的成分与短期和长期记忆以及识别有关。

2Controlled Oral Word Association Test,简称COWAT。涉及流畅性的两个类别:正字法和语义。在正字类别中,要求被试在1分钟内尽可能多地说出具有FAS作为第一个字母的单词。在语义类别中,要求被试在1分钟内尽可能多地说出动物名称。

3Forward and backward digit span。评估短期记忆。该测试首先呈现一列数字,随后立即要求被试正序(简称FDS)或倒序(简称BDS)依次报告数字是什么。

4Paced Auditory Serial Addiction Test,简称PASAT。评估持续和分散的注意力和工作记忆。在该测试中,刺激是从19的数字,以随机和预定的顺序呈现。任务是报告最近呈现的两个数字的和。

结果发现,直接比较实验组和控制组在认知能力上的差异,并没有显著结果。但是将受教育程度和脑源性神经营养因子作为协变量进行分析后,数据表明,与控制组假的电刺激相比,实验组tDCS WMT结合训练的方式显著增加由RAVLT测试的即时记忆,这种效果取决于基线脑源性神经营养因子水平。此外,实验组在COWATFDS任务上的成绩也显著优于控制组。

脑源性神经营养因子水平在此起着关键性作用,只有具有较高BDNF水平的个体才能从tDCS+WMT结合中受益。BDNF是体内含量最多的神经营养因子,主要是在中枢神经系统内表达,其中海马和皮质的含量最高。它与神经细胞生存、突触可塑性及神经发生有关:(1)增加突触可塑性,进而影响长时程增强,这是学习过程和记忆形成过程的基础。(2)促进神经发生尤其是海马的神经发生,促进细胞生存,主要体现在对各种神经元,尤其是对5-羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)能神经元的发育分化与生长再生具有维持和促进作用。

该研究结果表明,对于纤维肌痛患者,在工作记忆训练的同时使用tDCS刺激背外侧前额叶皮层(DLPFC),有助于提升短期记忆、长期情景记忆和执行功能相关的特定认知功能。但打铁还需自身硬,只有足够的脑源性神经营养因子,来提供突触可塑性和神经发生的基础,才能通过外界刺激和训练改善认知功能。


主要参考文献:

Santos, V. S. et al. (2018) Cognitive effects of transcranial direct current stimulation combined with working memory training in fibromyalgia: a randomized clinical trial. Scientific Repots, 8: 12477.


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