辅助运动区的神经可塑性及临床研究进展

近年来，研究发现辅助运动区(Supplementary motor area, SMA)不仅参与运动的计划、启动和执行

，还参与语言的处理及精神疾病的调节

，具有重要的临床意义。目前常借助功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)

、脑电图

等神经影像及神经电生理手段探索SMA与多种功能相关的可塑性机制。经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)因兼具安全性及有效性，近年来已成为指南推荐的用于运动障碍、失语、精神疾病等方面的新型康复治疗技术

。当前以SMA为靶点的TMS研究备受关注。本研究将从运动、语言、精神等功能方面切入，对SMA可塑性的机制研究及以SMA为作用靶点的TMS研究进展进行综述。

1 SMA定义与功能

SMA位于额上回的背内侧皮质(Brodmann 皮质分区 6c)，最初由Penfield和Welch提出这一概念

。过去几十年的研究认为SMA至少包括两个在解剖学和功能上不同的亚区：前部(pre-SMA)和后部(SMA proper)，主要由横跨前联合的垂直线来界定

。SMA的功能最早在运动相关的研究中被发现。SMA是运动网络的关键节点，一方面参与运动行为的启动，如运动的计划和执行

，另一方面参与运动行为的控制

。其中，SMA-proper与运动功能更加密切相关。

在20世纪中叶已经有学者提出了主要的失语症分类系统，但尚未有报道将SMA作为与语言相关的脑区。随着神经成像技术的发展，有研究发现SMA在各种语言任务中被激活，逐渐的，SMA在语言和言语产生过程中具体发挥怎样的功能进入研究人员的视野

。在精神疾病如强迫症相关的皮质-纹状体-丘脑-皮质环路中，SMA同样扮演着重要角色。强迫症的确切病因目前尚不清楚，但有研究显示，强迫症患者的某些皮层区域过度活跃，特别是该环路中起关键作用的SMA

。SMA的功能不断被挖掘。研究表明，SMA不仅参与各种运动、语言任务，而且还参与认知任务

。某些障碍如呼吸困难、尿失禁和泌尿系统疼痛等可能也与SMA的受损有关

。

口译研究兴起于第二次世界大战结束之后。二战后，纽伦堡国际法庭大规模使用同声传译，标志着同声传译的诞生，也吸引了学界的注意。20世纪70年代，以塞莱斯科维奇（Seleskovitch）和勒代雷（Lederer）为代表的法国高级翻译学校的一批学者创立了释意理论，开启了口译理论研究的先河。而后，随着口译实践的丰富，释意理论逐渐显露出其缺陷，对形式的重视开始出现。意义与形式两者，在口译中究竟孰重孰轻？

时至今日，当年的情景在他的脑中已经模糊，就连那红笔圈出的“唐门”两个字，也几乎快要遗忘了，但是现在，唐门的人竟突然找上门来，是为哪般？

2 神经可塑性研究技术方法

3.1 运动相关的研究 rsfMRI研究发现，SMA通过调节大脑半球间的相互作用参与运动准备和双手协调过程

。SMA proper的半球间连通性在运动准备期间根据即将到来的运动是否需要双手协调而特定调节。当需要双手协调时，SMA proper会对左右半球间功能连接产生积极的推动作用。另一项研究也为SMA的半球依赖双侧运动影响提供了证据

。该研究表明，与左半球TMS相比，在刺激右半球时，会产生更强的干扰，基线和刺激之间的差异更显著，也支持大脑半球间存在运动控制的差异。SMA的功能连通性与运动行为控制之间还存在显著的正相关

。对健康受试者SMA进行刺激，姿势行为的改变与连续爆发模式(continuous TBS，cTBS)引起的大脑远额顶叶区域的激活有关

。此外，cTBS还使得靶区局部(SMA与左额下回)的功能连接性下降

，而SMA与双侧中央旁回之间的功能连接性增强

，且低频重复TMS(repetitive TMS, rTMS)也增加SMA与左侧中央旁回的功能连接

。在多发性硬化患者的踝背屈运动任务中，fMRI显示仅SMA出现显著激活，弥散张量成像显示半球间SMA的结构连接可能与双任务(步态运动-认知任务同时进行)中的行走有关

。在老年人双任务步行中，SMA与前额叶区域的功能连接性更强

。此外，大量证据表明，SMA与帕金森病(Parkinson's disease，PD)运动症状的发病机制有关，尤其是步态障碍

。Pinto等

曾报告在PD患者正电子发射断层扫描成像上观察到SMA过度激活，然而最近在PD运动障碍患者中观察到SMA兴奋性的异常降低

，SMA和壳核之间功能连接增强

，推测这可能是与基底神经节-丘脑-皮质运动环路产生的正反馈减少有关

。Ji等

研究应用cTBS刺激PD患者SMA后，运动症状的改善与左侧苍白球体积增大有关，可能是通过调节涉及SMA-苍白球通路的运动神经环路来实现。另一项研究表明对SMA进行高频rTMS可使异常的大脑连接模式正常化来改善步态障碍

。总的来说，SMA是运动行为启动和控制的关键网络节点，目前对PD运动障碍患者SMA的可塑性研究日渐成熟，未来仍需深入探讨TMS对PD患者产生效应的机制，并可逐步研究其他引起运动障碍的疾病，如多发性硬化等。

3.4 其他 神经成像研究表明，在执行各种认知任务时，如空间工作记忆、算术任务，SMA是活跃的。在视觉运动学习任务中，刺激pre-SMA与学习成绩改善相关，而刺激SMA proper则与执行速度相关

。当健康受试者SMA被TBS干扰后，SMA神经元活动中断，导致努力感知能力持续下降

。尽管SMA广泛用于认知相关的研究，但研究焦点较分散，因此还需集中探索SMA在认知方面中的作用。另外，在健康受试者中，SMA的兴奋性与呼吸模式的改变相关

。高频rTMS(5 Hz)缩短了吸气时间，减少了通气；而cTBS不影响通气，但延长呼气时间。盆底肌肉疾病也可能与SMA功能障碍有关。Yani等

发现SMA是盆底肌肉在运动皮层的主要表征区域，SMA激活与盆底肌激活相关，对SMA的神经调节或可改善慢性泌尿系统疾病。由此可见SMA参与多种不同功能的活动，但当前对SMA可塑性的机制仍未完全阐明，尚无完整的理论基础，未来还需不断探索、进一步完善。

3.3 精神疾病相关的研究 SMA在精神疾病方面的研究主要集中于强迫症的机制探索及治疗。强迫症患者的执行功能，一个重要组成部分是认知灵活性，通常通过任务切换来捕捉。研究发现在任务转换过程中SMA和pre-SMA出现激活和异常，被认为是强迫症认知灵活性缺损的重要原因

。另一组成部分是反应抑制，即抑制思想和行动的能力，与包括pre-SMA、额叶下回和丘脑底核的主要神经网络有关

。De等

发现强迫症患者在抑制任务中pre-SMA募集增加，提示pre-SMA极度活跃是强迫症的一种神经认知内表型。Mantovani等

的研究提示抑制SMA对缓解强迫症症状有特异性作用。抑制SMA可能导致强迫症患者过度兴奋的右半球短期“正常化”，减少SMA与皮质下区域的功能连接，从而帮助患者更好地处理侵入性的想法、冲动和强迫。简而言之，在强迫症相关的皮质环路中SMA异常激活。通过对SMA可塑性的探索，可为强迫症的治疗提供理论依据。

3 SMA的可塑性研究

研究大脑网络功能和结构连接的方法多种多样，目前常用fMRI

、弥散张量成像

、脑电图等手段观察SMA区域内和区域间的可塑性

。静息态fMRI(resting-state fMRI, rsfMRI)不仅可以识别静息状态网络，还可以观察到静息状态下在空间上不同区域之间的同步激活。这项技术在神经和精神疾病的机制研究、疗效评估和预后预测中发挥重要作用

。近年来，rsfMRI已成为SMA可塑性的研究中最常使用的工具之一。

3.2 语言相关的研究 SMA在语言和言语中的作用并不容易确定。目前普遍认为pre-SMA似乎与语言密切相关，而SMA proper则主要与言语有关。pre-SMA被称为“语音起始区”

，在语音准备、声道运动启动、词汇选择、言语计划的产生和排序过程中起着关键作用。有rsfMRI研究曾报告，在语言转换任务中，健康受试者pre-SMA被激活

。SMA-proper在词汇发音

、启动、时序控制和语音监控中具有重要作用

，健康受试者在语音及语义两个任务中都表现出激活。值得注意的是，Peck等

研究发现在pre-SMA和SMA proper交界处有一个共同的激活中心区域(即中央SMA)，与仅使用运动或语言的任务相比，同时进行这两项任务时该区域的激活程度最高，可能是由于在执行复杂任务时，pre-SMA和SMA proper之间的协作性增强。最近，Girish等

证实，在该区域检测到对脑肿瘤患者的运动区和语言区产生可靠的静息状态功能连接。未来还需深入研究如何准确的定义中央SMA，挖掘其潜在的功能。目前对SMA与语言功能相关的研究多是纳入健康受试者，十分缺乏对语言障碍患者SMA可塑性的探索。未来可进一步结合rsfMRI和TMS，探讨SMA在语言障碍方面的作用。

以上我们对叙事语体和描写语体的句型特征进行了一个简单的分析，发现在主谓句型中，动词性谓语句是典型的叙事语体句型，而名词性谓语句、形容词性谓语句、主谓谓语句等非动词性谓语句都是常见的描写语体句型。谓语是句子的核心，人们在实际表达中，选择动词性谓语或者非动词性谓语，必定受到语体功能特征的制约，句型的选择也是语体特征的一种表现。

改造低压隔板汽封及轴封为铁素体汽封和铁素体接触式汽封，叶顶正反1～4级汽封为可退让式汽封，叶顶正反5、6级汽封还是采用蜂窝汽封。所有间隙均按厂家设计值下限调整。

此外，神经影像学和神经电生理研究常常与TMS技术相结合

，以观察神经元网络中的有效连接和激活情况。TMS作为非侵入性脑刺激方法之一，通过无创、安全的方式诱导皮质可塑性，研究大脑与行为之间的关系。这一独特性质导致了基于大脑功能各个方面的突破性发现，尤其是θ爆发模式刺激(Theta burst stimulation, TBS)因单次较短暂的刺激时间(40s或200s)可引起30～60min的皮质兴奋性变化，从而影响大脑功能重组

，被越来越多地用于调控SMA功能及治疗多种神经、精神疾病。

4 以SMA为TMS作用靶点的临床研究

4.1 运动相关的研究 SMA在运动活动中的重要作用为运动障碍的研究提供了神经影像学支持。基于以上证据，使SMA成为TMS治疗PD运动障碍患者的常用刺激靶点之一。在随机对照研究中，与初级运动皮质相比，SMA是TMS治疗PD更合适的有效刺激靶点

。在TMS刺激SMA后冻结次数有明显减少的趋势，且冻结步态有显著改善，而刺激初级运动皮质的改善不明显。Ji等

对PD患者左侧SMA进行cTBS，发现早在cTBS治疗1周后即出现PD量表评估上的改善，且疗效可维持8周。这一治疗方案起效迅速，疗效持久。Ma等

、Mi等

的研究均表明以SMA为靶点的高频rTMS也可以作为治疗PD步态障碍的一种辅助方式，对改善异常步态具有长期效应。值得注意的是，Shirota等

曾探讨不同频率rTMS刺激PD患者SMA的疗效，结果表明高频rTMS对PD运动症状只有短暂的改善，而低频rTMS有长期的有益效果。Richard等

对22名健康受试者SMA进行cTBS，分析了步态起始过程的两个阶段，结果发现抑制SMA的功能活动导致预期性姿势调节持续时间缩短，肌肉活动提前和增强；同时还促进了执行过程中肌肉的共同激活，并缩短了比目鱼肌站立活动的持续时间。

因此，当前研究表明以SMA作为TMS治疗靶点，可以有效改善运动障碍中PD患者的步态，但仍需进一步优化刺激方案，提高治疗效率，并可研究对其他原因导致的运动障碍的疗效。

4.2 语言相关的研究 因SMA在语言及言语处理的多个过程中具有重要功能，逐渐吸引了研究人员的注意。最近，Zhu等

对健康受试者pre-SMA进行cTBS，干扰其功能，结果显示刺激后健康受试者图片命名能力下降，表明pre-SMA在一般的语言执行功能中扮演重要角色。与此相似的是，Dietrich等

发现健康受试者在句子复述任务中的言语理解表现较差，可能是通过改变pre-SMA的抑制功能，从而影响在编码成语义/语用有意义的消息之前消除错误的语音材料。以上研究表明，SMA可能是TMS调控语言功能的潜在有效靶点。但这方面的研究尚处于初步阶段，在诸如失语症的研究中尚未发现以SMA为TMS治疗靶点的疗效与作用机制相关报道。近五年来越来越多的学者开始关注SMA在语言功能方面的作用，未来可以研究TMS作用于SMA引起的语言相关区域内、区域间功能连接变化，以及探讨语言障碍的作用机制和疗效。本团队正在进行一项基于rsfMRI观察健康受试者在不同TBS刺激方案后的行为学及影像学改变的研究，并进一步探索TBS刺激卒中后失语症患者SMA的疗效及语言网络功能连接。

4.3 精神疾病相关的研究 rTMS已被提出作为难治性强迫症治疗的替代方案

。根据Rehn等的荟萃分析，作为强迫症相关的皮质功能障碍环路的关键区域，与其他靶点相比，SMA是最常见的、似乎是最有效的刺激靶点

。近年研究中，在SMA上应用低频rTMS治疗强迫症显示出不同的临床效果。一方面，低频rTMS作用于SMA似乎对强迫症患者无效，至少对严重且耐药的强迫症是无效的。Pelissolo等

对40名患者pre-SMA进行低频rTMS治疗，发现基线与刺激4周后的Yale-Brown强迫量表评分在试验组和对照组之间无显著差异，与2018年的研究结果是一致的

。最近，Harika-Germaneau等

首次使用cTBS治疗耐药性强迫症患者，观察到与假刺激组相比，cTBS治疗组的Yale-Brown强迫量表得分无显著差异，表明cTBS刺激难治性强迫症患者的pre-SMA无明显疗效，进一步证实抑制性TMS对难治性强迫症的治疗无效。另一些研究人员持不同看法。Hawken等

对22名强迫症患者进行为期6周的随机双盲、安慰剂对照的试验，发现低频rTMS可改善强迫症症状，降低Yale-Brown强迫量表评分，且这种疗效能够维持6周。在Lee等

、Mantovani等

的研究中也观察到强迫症患者症状得到显著改善并持续受益，也表明在SMA进行低频rTMS是一种有效、安全的治疗方法。综上，SMA成为当前TMS治疗强迫症最常用的靶点，但是对强迫症的疗效存在争议，不同TMS模式、刺激参数(如治疗剂量、频率、持续时间等)的治疗可能产生不同效果，寻找最佳疗效的理想刺激方案是未来的目标。

5 小结

总而言之，SMA在大脑网络中占据重要地位，是潜在的TMS有效治疗靶点，在运动、语言、精神等多个功能方面起着不可或缺的作用。但目前所见仅冰山一角，仍需借助先进的技术手段不断探索SMA的神经可塑性，构建系统的理论体系；并开展高质量临床研究，提供以SMA为作用靶点的TMS治疗方案，以期丰富治疗方式，为临床治疗提供有利的补充。

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