皮质激活的变化在慢性下腰痛患者直立姿态:fNIRS研究
燕李__,
Ruochen傅
围梁安布罗斯瞧
雪程
Quihua余
Chuhuai王- 康复医学、第一附属医院,中山大学、广州,广东,中国
作品简介:持续的姿势控制赤字是一个潜在的原因和复发性慢性下腰痛患者疼痛(CLBP)。虽然一些研究已经证实,背外侧前额叶皮层(DLPFC)导致疼痛CLBP监管,其作用的姿势控制CLBP患者仍不清楚。因此,本研究旨在探讨DLPFC激活CLBP患者和健康对照组在不同直立姿态任务条件。
方法:二十CLBP患者(26.50±2.48年),20名健康对照组(25.75±3.57年)直立姿态任务执行以下三个条件:任务1是睁着眼睛静态平衡;闭着眼睛task 2是静态的平衡;task 3涉及到动态平衡在一个不稳定的表面与眼睛睁开。无线功能近红外光谱(fNIRS)系统测量皮质活动,包括双边DLPFC pre-motor皮层(PMC)和辅助运动区(SMA),初级运动皮层(M1),初级躯体感觉皮层(S1),一个力平台平衡测量参数在直立的姿态。
结果:双向重复测量方差分析结果显示显著的交互在双边PMC / SMA激活。此外,CLBP患者有显著增加权利DLPFC激活和摇摆32面积和速度高于健康对照组在直立的姿态。
讨论:我们的研究结果暗示PMC / SMA和DLPFC保持平衡。CLBP患者有更高的皮质活动和直立姿态控制赤字,这可能表明CLBP患者神经效率较低,需要更多的汽车资源来维持平衡。
介绍
下腰痛(LBP)正成为一个日益增长的社会经济负担(Hartvigsen et al ., 2018;Cieza et al ., 2021;Chiarotto ko, 2022),因为它会增加残疾的风险,会导致心理健康不良。许多研究证实,导致残疾和强度有可能相关的肌肉结构和功能改变CLBP患者(Emami et al ., 2018;Yu et al ., 2021)。例如,当面临外部扰动或感官输入的变化,CLBP患者表现出更大的身体摇摆速度和区域(della Volpe et al ., 2006;Willigenburg et al ., 2013;da Silva et al ., 2018),延迟肌肉活动(诺克斯et al ., 2018)和脊髓运动学改变(Meier et al ., 2019),这可能会加速脊髓变性和肌肉痉挛,伤病和疲劳。这个结果可能导致慢性功能障碍和复发性疼痛(旁遮普语,1992)。因此,腰痛及姿势控制赤字经常交流。理解CLBP患者的姿势控制赤字的机制将有助于制定适当CLBP康复策略(霍奇斯和莫斯利,2003)。
现有的研究已经证实,姿势控制赤字CLBP患者可能与功能和结构的变化sensorimotor-related大脑区域(古森斯et al ., 2018)。神经影像学研究表明,直接和间接运动网络负责姿势控制。的直接运动网络由初级运动皮层(M1)和小脑。间接运动网络由其他皮质,如前额叶皮层(PFC)和辅助运动区(SMA) (赫罗德et al ., 2017 b)。功能性磁共振成像(fMRI)研究表明,结构和功能变化在痛苦中规章制度大脑区域通常发生在CLBP患者,特别是在背外侧前额叶皮层(DLPFC) (弗里茨et al ., 2016;李et al ., 2018)。发现功能近红外光谱(fNIRS)研究表明,DLPFC分配注意力资源扮演着重要的角色和工作记忆(历经甲级et al ., 2008;Fujita et al ., 2016)姿势控制任务或走在健康年轻历经甲级et al ., 2008)和老年(张志贤et al ., 2018;Pelicioni et al ., 2021)个人,以及患者的神经系统疾病如帕金森病(Pelicioni et al ., 2020)。然而,经验证据证明DLPFC功能障碍之间的关系和姿势控制赤字CLBP患者仍然缺乏。
功能的大脑区域的变化直接或间接运动网络相关的姿势控制赤字CLBP患者(古森斯et al ., 2018)。例如,功能磁共振成像研究表明,区域灰质和白质的变化(Kregel et al ., 2015),与静息状态功能连通性的初级躯体感觉皮层(S1)、SMA, M1,小脑的非特异性CLBP患者减少而健康的参与者(Pijnenburg et al ., 2015)。第二,减少功能连通性之间的M1和小脑低下显著相关,平衡性能CLBP患者(Pijnenburg et al ., 2015)。经颅磁刺激(TMS)的证据证明大脑皮层重组躯干肌肉表示CLBP患者的运动皮层(曹et al ., 2008;李et al ., 2021)。脑电图(EEG)研究了相关性改变积极的峰值振幅和改变姿势运动学和肌肉活动在姿态扰动CLBP患者(雅各布斯et al ., 2016)。然而,姿势控制是一个动态的过程。传统的神经影像学方法,如fMRI和经颅磁刺激,对流动性显著的物理约束。fNIRS是一种新型的神经成像技术,可以确定氧合血红蛋白和还原血红蛋白的浓度在当地皮层通过检测光学参数,间接反映神经活动(Sakudo 2016)。便携性的优势,自然非侵入性,低灵敏度运动工件在动态平衡任务(张志贤et al ., 2018;操场et al ., 2022)。尽管fNIRS比脑电图较低的时间分辨率,它适用于测量大脑活动在直立姿态任务在这项研究中,而不需要很高的时间分辨率。然而,很少有研究与平衡任务CLBP患者fNIRS使用。
本研究旨在探讨皮质激活的DLPFC CLBP患者双足站在部队期间平台fNIRS不同直立姿态条件下使用。我们假设CLBP患者显示直立姿态控制功能障碍,需要增加DLPFC激活与健康人相比。
材料和方法
参与者
二十CLBP患者(CLBP组)和20名健康对照组(HC组)参加本研究。所有的参与者都是右撇子。CLBP集团入选标准如下:(1)反复腰痛持续超过3个月;(2)成熟女性的18 - 45岁;(3)视觉模拟评分(血管)大于3;(4)身体质量指数(BMI)在正常范围内;(5)非特异性下腰痛。CLBP组的排除标准如下:(1)关节炎、肿瘤、神经系统疾病、骨折、椎间盘突出、强直性脊柱炎、风湿、和其他疾病有明确的原因;(2)其他疾病,可能导致运动障碍,如前庭功能障碍;(3)怀孕; (4) mental illness, such as depression disorder. The patients with mental illness were excluded according to the patient’s chief complaint, physical examination, imaging data, and other major medical data. Healthy controls were age-, sex-, height-, weight-, and BMI-matched. The exclusion criteria for healthy controls were acute and/or recurrent low back pain within the last 3 months and a history of chronic pain episodes.
仪器和实验设计
血管是用来评估CLBP患者疼痛的程度。使用TecnoBody力平台(PK254P;TecnoBody意大利贝加莫)来测试压力(COP)的中心偏移和速度评估参与者的直立姿态稳定在直立姿态的任务。样品的所有警察100 Hz的速度信号。参与者被要求光脚站在平台上,双臂在身体两侧。通用电气et al。(2021 b)描述了标准化的平台上的脚的位置。这个系统可以提供一个稳定的和可移动平台通过设置不同的参数。直立姿态任务三个条件进行评估(图1):(任务1)静态平衡在一个稳定的表面与睁大眼睛;(任务2)静态平衡在一个稳定的表面与闭上眼睛;(task 3)动态平衡在一个不稳定的表面与眼睛睁开。在我们的初步研究中,我们试图在一个不稳定的表面做正直的人的立场,闭上眼睛。然而,我们发现这种情况可能增加的风险下降,和一些CLBP患者平衡能力差无法完成直立姿态不稳定的表面上,双眼紧闭。因此,直立的姿态不稳定表面上闭着眼睛没有参与我们的研究的任务条件。
图1所示。(一)图三直立姿态的任务。(B)fNIRS测试过程。TecnoBody系统用于收集的警察信号每个参与者在直立姿态控制任务,和fNIRS技术用于检测实时血流动力学信号。警察,压力中心;fNIRS,功能性近红外光谱。
fNIRS多通道系统(nirsmart - 6000 A,丹阳Huichuang医疗设备有限公司、有限公司、江苏、中国)是用来记录的氧合血红蛋白浓度的变化(HbO)和缺氧血红蛋白(哈佛商业评论)在额叶和顶叶区域。波长是设置为730和850海里。数据采样频率的11赫兹。35渠道(定义为相应的光炮检对)的中点被建立,与14光源和14个探测器测量、定位的指的是国际标准10 - 20电极位置的系统。这里在C3位置定位,在C4 S7定位位置,D3 Fpz位置定位(图2)。fNIRS源和探测器之间的距离被设置为3厘米。探测器位置(位于新西兰、Cz, Ar,工业区,指电极位置的标准国际10 - 20系统)被电磁三维数字化仪测量设备(美国爱国者,Polhemus VT)模型。然后获得grand-averaged坐标被NirSpace加工(丹阳Huichuang医疗设备有限公司,江苏,中国)估计蒙特利尔神经学研究所(MNI)坐标和相关的大脑区域的渠道与渠道的重叠概率(Tsuzuki et al ., 2007)。MNI坐标参考坐标通过蒙特卡洛模拟方法计算光的传播路径所收集的3 d定位和映射。每个MNI坐标作为球体中心(半径= 10毫米)来计算每个大脑区域的体素比例覆盖在这个领域的总压在球体大脑区域的重叠概率(兰开斯特et al ., 2007;Tsuzuki et al ., 2007;Laird et al ., 2010)。由于近红外技术本身,MNI坐标为中心的球面不一定大脑区域的中心。最高的大脑区域概率值在每个fNIRS通道被确定(图2)。
图2。大脑地图fNIRS的头探针覆盖前额叶和顶叶皮层。紫色的圆圈表示近红外光源纤维。蓝色的圆圈代表探测器。简短的灰色线条代表源和探测器之间的通道。通道在红色虚线框代表DLPFC。蓝色虚线框代表PMC的渠道/ SMA。通道在绿色虚线框代表M1。黄色虚线框表示的渠道覆盖S1。MNI坐标所选的频道提供正确的表。fNIRS功能性近红外光谱; DLPFC, dorsolateral prefrontal cortex; M1, primary motor cortex; PMC/SMA, pre-motor cortex and supplementary motor area; S1, primary somatosensory cortex.
在任务开始前,向参与者解释需求和预防措施。参与者的力平台上静静地站着,穿着轻便fNIRS帽,并完成了相应的任务根据语音提示。每个参与者在每个条件下完成三个试验。每个试验持续了30年代剩下30年代之间的试验。在基线(60)和休息时间,每个参与者被要求站在稳定平台上,期待与睁大眼睛。在每个试验的所有任务,参与者的脚的位置在这个平台上被使用一个标准化的v型架(图1)。
数据处理
所有警察信号过滤在8赫兹(通过30阶低通滤波器零阶段)和down-sampled 20 Hz。警察测量包括左右长度(毫米),影响区域(毫米2),前后的(美联社)速度(毫米/秒)和中间外侧的(ML)速度(毫米/秒)。平均三个试验在每个任务的警察参数计算为每个参与者。
NirSpark(丹阳Huichuang医疗设备有限公司、江苏、中国)软件包用于预处理fNIRS的数据。fNIRS的原始信号首先转换成光密度变化信号的对数。接下来,嘈杂的光强度很低的频道被淘汰(变异系数> 10%)。然后,带通滤波器用于消除仪器噪声的影响和生理组件,截止频率为0.01 Hz高通滤波器和低通滤波器的0.1赫兹。最后,(HbO)和(哈佛商业评论)浓度变化得到使用修改后的比尔-朗伯定律(应对et al ., 1988)。
一般线性模型(GLM)Δ[Hbx] = X *β+ε是一个健壮的统计模型用于检测大脑皮层活动的任务。Y的变化(HbO)或(哈佛商业评论)浓度。X是卷积生成的预测刺激诱发反应的任务开始规范血流动力学响应函数。β系数(重量)的刺激条件,炮检频道,ε是代表所有噪声记录误差项。回归系数,贝塔(β)值(μmol),反映了每个通道的激活程度(在et al ., 2021;郑et al ., 2021)。贝塔(β)值,以及标准的错误为每个频道(HbO)和(哈佛商业评论),估计在两组为每个审判。目前的研究重点是分析(HbO),这是最敏感的参数区域脑血氧。(HbO)信号,积极的β值表示增加任务相关皮层激活,和消极的β值表示减少任务相关的激活(在et al ., 2021)。
在这项研究中,我们选择双边S1 (Brodmann面积,BA1, 2、3), M1 (BA4) DLPFC (BA9 BA46)和pre-motor皮层和补充运动区(PMC / SMA) (BA6)额-顶叶中感兴趣的区域(roi)。左右S1被渠道覆盖30到33岁的分别;左翼和右翼M1的渠道18 - 34岁的分别;左右DLPFC频道21和23日和通道24和26日分别;左右PMC / SMA是由通道31到35,分别为(图2)。我们执行组基于roi分析。
统计分析
所有统计分析使用SPSS v26.0(美国纽约阿蒙克的IBM公司)。水平的意义被设定为α= 0.05。方差的同质性和正常的分布参数进行了测试使用列文和Shapiro-Wilk测试,分别。描述性统计是用来描述人口。年龄和体重指数差异CLBP和HC组决定使用一个独立的样本t以及。性别比例的差异群体之间决心使用卡方检验。
意味着警察参数的数据分析重复测量方差分析(方差分析)和条件(任务1、task 2和task 3)作为受试变量和组作为主客体因素(CLBP组和HC组)。对于每一个ROI,我们计算的均值的平均β估计整个频道的ROI。双向重复测量方差分析测试皮质激活团体之间的差异在不同条件下对每个ROI。皮拉伊的跟踪测试使用。事后成对比较和Bonferroni调整申请重大的主要或交互影响。T测试被用来确定回归系数(β)是统计非零。Benjamin-Hochberg校正过程被用来调整p价值的t在集团层面以及基于GLM模型减少错误发现率(罗斯福)(Benjamini和业务,1995年)。
结果
人口数据
表1总结了两组的参与者的特征。统计结果显示,两组之间没有显著差异在年龄、身高、体重、身体质量指数、性别比例。
表1。人口统计学和临床数据的CLBP和HC组。
直立姿态控制性能
四个警察参数下两组中列出的三个条件表2和图3模拟。重要的集团效应被发现毫升速度和影响区域,证明CLBP组毫升速度和影响区域高于HC组(ps< 0.05)(表2)。条件的主效应被发现了四个警察参数(表2)。的结果事后参数分析表明参与者提出了更大的警察在task 2和task 3和任务1相比,在task 3和警察参数大于在任务2 (ps< 0.001)(图3模拟)。方差分析显示AP组×条件的一个重要交互速度和影响区域(表2)。事后分析表明,CLBP组美联社速度超过了HC组在任务2 (p= 0.013)(图3一)。和CLBP组有一个大的影响区域,而不是HC组在任务2 (p= 0.037)和task 3 (p= 0.016)(图3 c),但不是在任务1。
表2。使用固定的结果重复测量方差分析因素“条件”(任务1,task 2和task 3)和“集团”(CLBP组和HC组),四个警察参数。
图3。警察祭衣三直立姿态条件下为每个组。箱线图显示值和25和75四分位数(一)美联社速度,(B)毫升速度,(C)影响区域和(D)左右的长度。上下误差线显示5和第95百分位数。*代表集团之间的交互和状态,*p< 0.05;#表示条件的主要影响。CLBP、慢性腰痛组;HC、健康对照组;美联社速度,前后的速度;毫升速度,中间外侧的速度。
fNIRS的结果
双向重复测量方差分析的结果提出了表3和图4 a -。观察组效果在正确的DLPFC和双边PMC / SMA (ps< 0.050)(表3)。在对M1,群体效应只是一个小的意义(p= 0.050)。CLBP组有更高的双边PMC / SMA和右DLPFC比HC组激活。重要条件的主要影响也发现左DLPFC和右M1 (ps< 0.050)(表3)。左边DLPFC展出活动增加的task 3与任务2 (p< 0.05)(图4一)。然而,在双边DLPFC无显著交互效应(图4 a, B)。没有明显的群体间的双边S1效应和交互效应(图4 g, H),但一个重要的条件效应被发现左S1。左边S1展出活动增加的task 3与任务1 (p= 0.025)(图4 g)。统计结果还显示组显著的交互效应×条件双边PMC / SMA和M1 (ps< 0.050)(表3)。因果测试表明,CLBP集团增加了双边PMC / SMA激活与HC组相比在任务1 (ps< 0.01)(图4 c, D)。在task 2, CLBP组减少了PMC / SMA激活与HC组(p< 0.01)(图4 c)。CLBP组显示增加左PMC / SMA和右M1激活task 3与任务2 (ps< 0.05)(图4 c、F),而没有左PMC / SMA和右M1激活任务1和其他任务之间的差异(ps> 0.05)。同时,HC组提出增加双边PMC / SMA和M1激活在task 2和task 3与任务1 (ps< 0.05)(图4 c, D, F)。没有显著的主效应和交互效应左M1 (图4 e)。
表3。使用固定的结果重复测量方差分析因素“条件”(任务1,task 2和task 3)和“集团”(CLBP组和HC组)为每一个ROI。
图4。β的值(HbO)浓度在八roi的两组三个条件(a)。(一)左DLPFC;(B)正确的DLPFC;(C)离开了PMC / SMA;(D)对PMC / SMA;(E)左M1;(F)正确的M1;(G)左S1;和(H)正确的S1。箱线图显示值和β值的25和75四分位数(HbO)浓度。上下误差线显示5和第95百分位数。*代表集团之间的交互和状态,*p< 0.05,* *p< 0.01,* * *p< 0.001;#表示条件的主要影响,#p< 0.05。DLPFC,背外侧前额叶皮层;fNIRS功能性近红外光谱;M1,初级运动皮层;PMC / SMA, pre-motor皮层和辅助运动区;S1,初级躯体感觉皮质。
的t基于的漠视,以及组级别的结果所示表4。在task 2, channel-21 (CH-21)(右DLPFC) CLBP集团和CH-24(左DLPFC) HC组显著激活。在task 3, CH-18 (M1), CH-21(右DLPFC), CH-23(右DLPFC), CH-24(左DLPFC), CH-26(左DLPFC), CH-31(右PMC / SMA)和CH-35(左PMC / SMA) CLBP组显著激活。此外,在任务1,CH-31(右PMC / SMA)水平在HC组明显减少。
表4。三个任务中显著激活大脑皮层区域CLBP组和HC组。
皮质激活和直立姿态控制性能之间的相关性
CLBP组在三个条件下,之间没有显著相关的血管和roi(范围的活动r=−0.389到0.337范围的p= 0.090 - -0.962)。只有在task 3是血管与警察影响区(呈正相关r= 0.474,p= 0.035)。同时,对DLPFC激活与警察左右长度呈正相关(r= 0.524,p= 0.018)和美联社速度(r= 0.519,p= 0.019)。
HC组,在任务1毫升速度与左PMC / SMA激活(负相关r=−0.479,p= 0.033)。在task 2,影响面积呈正相关,离开DLPFC (r= 0.538,p= 0.014),对PMC / SMA (r= 0.551,p= 0.012)和左S1激活(r= 0.567,p= 0.009)。task 3下,相关性的影响区域,PMC / SMA激活并不是目前重要的(r= 0.428,p= 0.060)。
讨论
这项研究是第一个检查CLBP患者大脑皮层活动期间通过fNIRS直立姿态的任务。我们报告一些新的发现。我们观察到CLBP患者明显高于右DLPFC激活直立姿态的任务。其次,在静止的眼睛睁开时,CLBP患者增加了双边PMC / SMA激活。此外,当视觉反馈会缺席,CLBP患者减少了PMC / SMA激活。最后,结果还显示,PMC / SMA和DLPFC激活与警察参数。
系统回顾报道,老年人与枸杞多糖大影响地区和摇摆速度当操纵感觉输入(通用电气et al ., 2021 a)。我们招募的CLBP患者是年轻人。我们还注意到,他们有更大的影响区域,影响速度,这表明,CLBP患者与健康对照组相比,显示更大的依赖视觉输入(曼et al ., 2010;李et al ., 2012)和本体感觉功能障碍(Mok et al ., 2004;della Volpe et al ., 2006在保持平衡)。相关结果也显示出积极的疼痛强度之间的关系和影响区域时抑制本体感受的信息。这个结果可能会进一步确认本体感受的疼痛强度和功能障碍之间的关系处理CLBP患者(Sipko Kuczyński, 2013)。一项研究报道,美联社CLBP患者表现出更大的速度,当站在一个不稳定的表面(della Volpe et al ., 2006)。然而,我们的研究结果并没有表现出显著差异CLBP患者和健康对照组之间关于AP速度。潜在的原因是站在一个不稳定的表面是伴随着有限的视觉反馈在他们的研究中,这意味着更少的感觉信息输入和显示参与者与直立的姿态挑战更重要。许多因素,如人口统计学和方法论的设计,将有助于警察的变化结果(麦克雷et al ., 2018)。结局指标的选择和试验的持续时间和重复有助于提高数据的可靠性。
结果显示一个重要组差异对DLPFC激活。CLBP患者与健康对照组相比,有更高的权利DLPFC激活在直立的姿态。这一发现支持了先前的研究。在先前的研究中,观察高DLPFC激活在老年人行走而健康的年轻人(霍金斯et al ., 2018;Nobrega-Sousa et al ., 2020)。根据神经回路的compensation-related利用假说(紧缩)框架(Reuter-Lorenz Cappell, 2008),在神经处理可能会导致低效率增加招聘的神经(即资源。over-activation)。因此,CLBP患者由于疼痛直立姿态控制的效率较低,这可能需要更高的DLPFC激活。相关分析的结果表明,有DLPFC激活和警察之间的关系参数当感官输入操作。张志贤et al . (2018)还发现,DLPFC激活之间有显著的正相关关系和平衡性能在健康成年人,尤其是与更大的感官的限制条件下。先前的研究已经证实,DLPFC可以帮助维持姿势稳定有效地分配注意资源(Fujita et al ., 2016;张志贤et al ., 2018)和规划运动序列(kal et al ., 2011)当执行电机的任务。虽然我们的结果并没有显示出一个重要的条件DLPFC主要影响的结果t以及展出CLBP患者显示正确DLPFC显著激活任务2和双边DLPFC显著激活任务3,在任务1和皮层明显激活。这些发现表明DLPFC发挥了重要作用在电机控制CLBP患者,在平衡任务与要求有限的感官输入,而不是简单的平衡任务。然而,CLBP患者可能有注意力分配的神经处理效率低,类似于老年人。因此,CLBP患者需要更多的皮质活动功能补偿比健康对照组。这是更高的潜在原因DLPFC激活CLBP参与本研究。
众所周知,PMC / SMA参与学习和计划姿势控制和平衡恢复(公园et al ., 2010;德拉朋纳et al ., 2020)。先前的研究也证实,稳定姿态控制与SMA(大脑皮层活动Fujita et al ., 2016;赫罗德et al ., 2017 a;Kumai et al ., 2022)。在健康对照组,我们观察到双边SMA task 2和task 3的激活是高于任务1。当操纵感觉反馈,这些任务可能会提供一个新的两组参与者学习经验。PMC / SMA参与建立新的运动项目保持平衡(Takakura et al ., 2015)。我们的结果也显示出显著的PMC / SMA激活和警察参数之间的相关性在健康对照组在静态条件。我们的相关结果表明,PMC / SMA在静态平衡中扮演着重要的角色。然而,这是与以往的研究结果不一致。先前的研究已经发现了SMA激活和毫升左右加速度之间的关系的动态平衡任务(赫罗德et al ., 2017 a;Kumai et al ., 2022)。可能的原因是在这项研究中,我们使用不同的警察参数。然而,没有这样的条件影响和CLBP患者中观察到的相关性,这可能表明,PMC / SMA CLBP患者功能缺陷。CLBP患者在任务1下,双边PMC / SMA激活有显著高于健康对照组。由于任务的低复杂度和较低的汽车需求,CLBP患者可能需要更多的PMC / SMA激活保持平衡与健康对照组相比,表现出显著的逆氧化反应(帮助et al ., 2011;施et al ., 2021;Almulla et al ., 2022)。视觉反馈缺席时,CLBP患者与健康对照组相比,显著降低了PMC / SMA激活伴随着更大的影响区域。这种神经和行为模式可能表示CLBP患者利用电动机资源不足(Pelicioni et al ., 2020)。SMA也坐标肢体运动(Debaere et al ., 2001)。增加PMC / SMA在动态条件下活化可能反映了准备,以防止肌肉活动和关节运动瀑布(Hiyamizu et al ., 2014;Fujita et al ., 2016)。M1是一个直接的运动路径的一部分,扮演着主导的角色在运动准备和执行(Endo et al ., 1999)。有强烈倾向统计学意义在两组之间的差异对M1激活(p= 0.050)。这个结果可能表明直接运动通路CLBP患者可能效率较低的神经在直立的姿态。虽然我们的结果在S1激活组差异不显著,我们找到了一个警察之间显著相关参数和S1激活健康对照组视觉输入时缺席。这种关系可能表明S1需要整合所有的感官信息来维持稳定当视觉缺席(钩子,2017)。然而,CLBP患者没有这种关系。潜在的原因是他们有一个改变函数S1Vartiainen et al。(2009)报道。与此同时,随着本体感受的信息输入的变化,左S1激活增加。这个结果与之前的研究一致赫罗德et al . (2017),这暗示S1导致本体感受的集成。
限制
目前的研究也有一些局限性。首先,由于fNIRS的低时间分辨率,未来的研究应该使用EEG-combined fNIRS探索神经机制。其次,由于fNIRS的空间分辨率相对较低,计算MNI坐标超出大脑或可能不是在大脑区域的中心。每个频道经常措施指的是几个不同的大脑区域的活动转变重叠概率在这个频道。在这项研究中,所选频道只代表最高的大脑区域重叠的概率,这是容易降低本研究中的统计数据的鲁棒性。此外,一个相关的问题是由于事实fNIRS的应用在M1的上肢表示,虽然行为变化主要是观察到的平衡功能。因此,有必要衡量M1激活为躯干和下肢表示。在未来的研究中,将是更好的增加源和探测器的数量获得最好的代表频道roi。第三,双重任务可能是一个更好的实验设计来展示DLPFC角色的关注和直立的姿态控制,分别。不幸的是,目前的研究没有采用双重任务的设计。 It would hide the interpretation of the role of DLPFC in upright stance control within the context in which DLPFC was also required in attentional control. Future studies should employ the dual-task design to explain the roles of DLPFC in attention and upright stance control in patients with CLBP. Finally, we only monitored the change in COP displacement as a behavioral measurement and lacked muscle activity and kinematics. Therefore, we could not assess the relationship between cortical activation, muscle activity, and kinematics.
结论
与先前的研究一致,CLBP患者显示紧张姿态控制障碍。我们探讨了不同活动之间的认知和感觉运动皮层CLBP患者和健康人不同直立姿态下的任务。结果暗示DLPFC和PMC / SMA在直立姿态控制中发挥作用。CLBP患者增加了对DLPFC激活和改变两国PMC / SMA激活在直立的姿态。直立姿态控制赤字的CLBP患者可能与大脑皮层功能的变化,尤其是在DLPFC。它帮助我们澄清直立姿态控制功能障碍的潜在神经机制CLBP患者。未来的研究应该探索这是否增加皮层活动CLBP患者康复后修改。
数据可用性声明
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。
道德声明
综述了研究涉及人类参与者和伦理委员会批准的人类实验的中山大学第一附属医院。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。
作者的贡献
YL、ZX HX、射频、西城,XC、司法院、LG、QY, CW合作完成的手稿。YL和ZX设计研究方法和起草了手稿。ZX、HX和射频参与了数据采集和数据管理。XC、司法院和LG分析和解释数据。王,QY, CW批判性修订后的手稿内容。所有作者的文章和批准提交的版本。
资金
这项研究得到了国家自然科学基金(批准号82002375和82002375);医学科技发展中心,国家健康委员会中华人民共和国(dcmstnhc - 2019出去- 01);和广东基础研究和应用基础研究基金(批准号2022 a1515011229)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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关键字:功能性近红外光谱,腰痛,背外侧前额叶皮层,平衡,运动功能障碍
引用:谢许李Y, Z, H,傅R,瞧WLA,程X,杨J,通用电气L,王于Q和C(2023)皮质激活的变化在慢性下腰痛患者直立姿态:fNIRS研究。前面。嗡嗡声。>。17:1085831。doi: 10.3389 / fnhum.2023.1085831
收到:2022年11月02;接受:2023年1月17日;
发表:2023年2月3日。
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*通信:Chuhuai王
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