什么是正中神经电刺激促醒

对于昏迷患者的促醒一直是当今医学界的一大难题,常规的治疗方法有神经营养药物运用,语言、声乐及光刺激,中医中药及针灸、推拿,高压氧舱等。

近年来,正中神经电刺激技术(median nerve stimulation, MNS)因其操作简便、无创伤、副作用少,在昏迷促醒领域受到越来越多的关注。下面我们就MNS的临床应用及其可能机制进行介绍。

图片[1]-什么是正中神经电刺激促醒-白衣超人

正中神经电刺激技术一般采用低频电刺激器输出电流,将电极放置在前臂腹侧腕横纹上方2cm,肘窝下2cm处,对患者手腕部内侧正中神经分布区域的皮肤进行经皮电刺激,电流刺激强度以患者手指可见轻微收缩即可,经由正中神经—脊神经—颈髓—脑干—丘脑—皮层功能区传导通路对神经系统进行刺激,并由此达到促醒的作用。

图片[2]-什么是正中神经电刺激促醒-白衣超人

正中神经电刺激促醒的可能机制

1. 激活脑干上行网状激活系统(ascending reticular activating system, ARAS)和觉醒核团。

脑干上行网状激活系统是感觉传导的重要通路,把自身和体外的各种刺激广泛地传递到大脑皮质各部的神经元,以保持大脑皮质的觉醒状态。感觉冲动增加时,ARAS活动亢进、大脑皮质的兴奋水平升高,意识清晰;反之,感觉冲动减少,ARAS活动减弱,产生嗜睡或昏迷。

正中神经元的突触成份直接参与脑干上行网状激活系统[1],故正中神经电刺激可直接兴奋脑干上行网状激活系统,促进觉醒。

正中神经电刺激还能激活两个重要的觉醒区域—丘脑核团与下丘脑核团[2]:

丘脑核团对大脑皮质的多个区域都有较广泛的投射联系,丘脑不仅向大脑皮质发送感觉信息,还能够从大脑皮质接收信息,正中神经电刺激通过刺激丘脑核团间接激活相连的大脑皮质,利于去除皮质抑制。

下丘脑则是自主神经活动的高级中枢,涉及对情绪、饮食、体温、睡眠、觉醒及内分泌活动的调节,下丘脑是公认的睡眠调控中枢,其区域内存在触发睡眠的神经元,具有引导和调节睡眠的功能,与睡眠-觉醒周期活动密切相关[3]。

这两个重要核团的激活也是正中神经电刺激促醒机制之一。

2. 增加脑血流量
图片[3]-什么是正中神经电刺激促醒-白衣超人

正中神经电刺激通过改善病变区血液供应,减少坏死神经数目,挽救濒临失去功能的神经元,促进神经功能的恢复和脑组织的自我修复,从而使患者早日苏醒。

有研究表明[4],正中神经电刺激可使昏迷患者脑血流增加,尤以病灶局部脑血流量增多明显。

王广斌等[5]利用SPECT-CT显像,观察到右正中神经电刺激治疗能够改善昏迷患者皮层及丘脑和脑干血流灌注状况,得出通过改善脑重要功能部位血流状况达到促醒作用。

3. 影响神经营养因子及神经递质含量
图片[4]-什么是正中神经电刺激促醒-白衣超人

正中神经电刺激可能增加脑源性生长因子(BDNF),同时提高基底前脑的神经生长因子(NGF)水平,激活胆碱能系统活性,发挥保护神经元、促进突触再生、增强神经可塑性的作用[1]。

正中神经电刺激可引起上行网状激活系统中的NE 及Ach、5-HT和脑脊液中DA的水平增加,这些兴奋性神经递质水平的增加同样利促进觉醒[6]。

正中神经电刺激还可减少β-内啡肽的释放,减轻其对中枢神经系统的抑制和损害, 有效抑制颅内压升高,防止病情恶化从而促进意识恢复[7]。

小结

正中神经电刺激技术操作简便、无创伤、副作用少,为临床上昏迷患者的促醒提供了一种新的选择,其作用原理是利用低频电流刺激正中神经,通过脊髓、脑干和皮质神经通路,兴奋上行脑干激活系统,激发大脑自发分泌神经营养因子和神经递质,增加皮质活动和脑血流量,进而实现对昏迷的促醒作用。


参考文献:

[1] Cooper E B, Scherder E J, Cooper J B. Electrical treatment of reduced consciousness: experience with coma and Alzheimer’s disease[J]. Neuropsychol Rehabil, 2005,15(3-4):389-405.

[2] Hanajima R, Chen R, Ashby P, et al. Very fast oscillations evoked by median nerve stimulation in the human thalamus and subthalamic nucleus[J]. J Neurophysiol, 2004,92(6):3171-3182.

[3] Gao Y, Sun T. Molecular regulation of hypothalamic development and physiological functions[J]. Mol Neurobiol, 2016,53(7):4275-4285.

[4] 殷俊. 正中神经电刺激对脑损伤后昏迷患者脑血流速度的影响[J]. 世界最新医学信息文摘, 2015,15(47):2-3.

[5] 王广斌, 谢丽君, 吴贵平, 等. 右正中神经电刺激对重型颅脑损伤患者脑血流灌注影响的SPECT-CT观察[J]. 临床神经外科杂志, 2014,11(02):137-139.

[6] Liu J T, Lee J K, Tyan Y S, et al. Change in cerebral perfusion of patients with coma after treatment with right median nerve stimulation and hyperbaric oxygen[J]. Neuromodulation, 2008,11(4):296-301.

[7] 徐平, 刘惠祥, 王中, 等. 正中神经电刺激颅脑损伤后昏迷病人神经递质的变化[J]. 齐齐哈尔医学院学报, 2006(13):1548-1549.

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