《Experimental Brain Research》：Neuromodulation by repetitive paired-pulse TMS at late I-wave intervals in older adults
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為探究年齡相關的晚期 I 波時間變化是否影響老年人神經可塑性反應，研究人員對 17 名老年人進行 I 波周期性重復經顱磁刺激（iTMS）研究。結果發現，PA 和 AP 反應在 iTMS 作用下有不同變化，且與年輕人存在差異，這有助于理解年齡對神經可塑性的影響。
在人類的大腦中，神經可塑性就像一位神奇的 “建筑師”，它在我們的一生中持續工作，不斷重塑大腦的結構、連接和功能。經顱磁刺激（TMS）作為一種強大的研究工具，能夠測量和誘導短期的神經可塑性變化，尤其在初級運動皮層（M1）方面表現突出。早期的 TMS 研究發現，老年人的 M1 可塑性有所下降，但近年來的研究卻表明情況并非總是如此，相關結果充滿變數且難以解釋，背后的機制更是撲朔迷離。
在 TMS 的作用下，當刺激 M1 時，會產生一系列復雜的下行波，其中包括直接（D 波）和間接（I 波）激活的神經元信號。I 波又可細分為早期和晚期 I 波，它們在 M1 可塑性和運動學習中發揮著重要作用。此前研究還發現，年輕人中晚期 I 波的興奮性和時間特征與 iTMS 的療效相關，而老年人的晚期 I 波特征卻發生了改變，這或許與年齡相關的可塑性和運動學習變化密切相關，但一直缺乏實驗驗證。
為了深入探究這一謎題，來自澳大利亞阿德萊德大學的研究人員 Wei-Yeh Liao、Brodie J. Hand 等人開展了一項研究。他們的研究成果發表在《Experimental Brain Research》雜志上。該研究旨在探究年齡相關的晚期 I 波時間變化是否會導致老年人神經可塑性反應的改變。
研究人員主要運用了以下關鍵技術方法：招募 17 名老年人（69.6±5.7 歲；10 名女性）作為研究對象，并與之前研究的 17 名年輕人（27.2±6.4 歲，12 名女性）數據作對比。采用 TMS 技術，通過調整刺激參數來記錄運動誘發電位（MEP）和短間隔皮質內易化（SICF），以此評估 M1 興奮性變化。同時，運用 iTMS 范式，設定不同的晚期 I 波間隔（4.0、4.5 和 5.0 ms）進行刺激干預。
下面來看具體的研究結果：
- iTMS 對老年人的影響
- 基線：不同 iTMS 刺激間隔下，基線刺激強度、MEP 振幅和 SICF 存在部分差異。如基線 AP MEP1.0mV在 iTMS4.5 session 較 iTMS4.0和 iTMS5.0有所增加。
- iTMS 期間皮質脊髓興奮性：iTMS 期間 MEP 振幅在不同刺激間隔和刺激塊間均有差異。iTMS4.0和 iTMS4.5較 iTMS5.0時 MEP 振幅增加，且刺激塊 6 - 10 的 MEP 振幅高于塊 1。
- iTMS 后皮質脊髓興奮性：PA MEP1.0mV振幅在干預后相對于基線增加，但不同刺激間隔間無差異；AP MEP1.0mV振幅在 iTMS4.0和 iTMS4.5較 iTMS5.0增加，且 30min 后較基線增加。
- iTMS 后老年人皮質內興奮性：PA SICF 在 4.5ms 和 5.0ms 較 4.0ms 增加，且干預后較基線增加；AP SICF 在 iTMS4.0和 iTMS5.0干預后較基線增加，且 iTMS4.0和 iTMS5.0相對于 iTMS4.5增加。
- iTMS 效應的年齡相關差異
- iTMS 期間皮質脊髓興奮性的年齡差異：iTMS 期間 MEP 振幅在年齡組間無差異，但在刺激間隔和刺激塊間存在差異，且老年人在刺激塊 2 - 10 的在線 MEP 振幅變化小于年輕人。
- iTMS 后皮質脊髓興奮性的年齡差異：PA MEP1.0mV振幅在年齡組間無差異；AP MEP1.0mV振幅在老年人 iTMS4.0和 iTMS5.0后的離線變化大于年輕人。
- iTMS 后皮質內興奮性的年齡差異：PA SICF 在年輕人 iTMS4.0后的離線變化大于 iTMS4.5，而老年人 iTMS4.5后的離線變化大于年輕人；AP SICF 在年輕人 iTMS4.0后的離線變化大于 iTMS4.5和 iTMS5.0，而老年人 iTMS5.0后的離線變化大于 iTMS4.0和 iTMS4.5 。
- 基線 MEP 起始潛伏期的年齡差異：老年人的 MEP 潛伏期長于年輕人，且 AP MEP 潛伏期長于 PA。
- 相關性分析：未發現老年人基線 SICF 與 iTMS 后皮質脊髓或皮質內興奮性變化存在相關性。
研究結論和討論部分指出，該研究表明年齡對晚期 I 波回路的影響較為復雜，在不同測試回路中存在差異。調整 iTMS 間隔似乎對老年人神經可塑性誘導無顯著影響，可能是由于老年人晚期 I 波時間延遲存在不一致性。與年輕人相比，老年人在 PA 和 AP 回路中的可塑性表現出不同特點，盡管存在一些難以解釋的現象，但總體上老年人的 PA 和 AP 回路可塑性仍得以維持。這項研究為理解年齡相關的神經可塑性變化提供了重要依據，有助于進一步探索改善老年人神經功能的潛在干預措施，對未來神經科學研究和臨床應用具有重要意義。
