帕金森病患者接受深部脑刺激时的皮层电场强度超过经颅电刺激的典型电场强度

内容形式：摘要译文

背景：脑深部电刺激（DBS）是治疗帕金森病的一种成熟且有效的干预手段。尽管其确切作用机制尚不明确，但治疗获益和副作用均被归因于手术靶点处强电场（E-fields）介导的神经调控。然而，DBS产生的电场会延伸至刺激部位以外，并可在全脑范围内检测到。经颅电刺激研究的最新证据表明，即使低于1 V/m的弱皮层电场也可能产生神经调控效应，这引发了一个问题：DBS产生的弱皮层电场是否具有生理学意义？然而，目前尚不清楚DBS产生的皮层电场强度。

目的：本研究采用一种新型框架，旨在量化接受丘脑底核治疗性脑深部电刺激（STN-DBS）的帕金森病患者的全脑电场分布。

方法：本研究基于现有开源工具箱Lead-DBS和SimNIBS，开发了一套流程，用于模拟全脑范围内的DBS电场分布。我们为25名接受丘脑底核DBS的帕金森病患者构建了包含电极导线的个体化全头模型，并依据患者的临床刺激参数，对49个大脑半球进行了电场模拟。

结果：我们发现，所有皮层区域的峰值电场强度中位数均超过0.3 V/m；眶回、颞上回、梭状回、海马旁回、岛叶回和扣带回的峰值电场强度均超过1 V/m。其中，眶回和岛叶回的峰值电场强度最为突出，分别为0.81至8.61 V/m和0.90至8.01 V/m。

结论：我们的结果表明，STN-DBS产生的电场在皮层达到峰值。

其幅值超过经颅电刺激中通常报告的数值。这提示，DBS产生的弱电场可能直接调节脑内更广泛区域的神经活动，例如皮层区域。

关键词：帕金森病 · 丘脑底核脑深部电刺激 · 皮层电场强度 · 全脑电场模拟 · 神经调控

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.06.730577v1?rss=1