大脑可塑性强化后用双手的轻偏瘫患儿治疗:初步证据

文摘

神经可塑性研究轻偏瘫患儿(CH)主要关注单方面干预措施。CH也用双手的协调障碍用双手的干预显示的好处。我们探索神经可塑性后手部和臂部的用双手的强化治疗(习惯)的60小时十二CH(6女性,平均年龄11±3.6 y)。串行行为评估和先生成像包括扩散张量(DTI)和功能(fMRI)成像进行之前,之后,在六周的随访。手工技能评估反复与协助评估,孩子的手经验问卷,Jebsen-Taylor手功能的测试。β值,指示激活水平,偏侧性指数(LI),表明大脑活动的模式,是从功能磁共振成像计算的。白质的完整性主要纤维是利用DTI评估。11/12的孩子显示改善在至少一个测量干预后,与8/12提高两个或两个以上的测试。在后续变化保留在6/8的孩子。β激活在后续影响半球增加,增加和李都在干预和随访。 Correlations between LI and motor function emerged after intervention. Increased white matter integrity was detected in the corpus callosum and corticospinal tract after intervention in about half of the participants. Results provide first evidence for neuroplasticity changes following bimanual intervention in CH.

1。介绍

脑性瘫痪(CP)结果从早期脑损伤,前置或围产期,影响2 - 3 1000名儿童。大约30%的CP患儿轻偏瘫,表现为运动能力损伤身体的一侧和软弱,导致大量功能障碍在日常任务(1]。除了单边障碍,轻偏瘫患儿(CH)也在用双手的协调障碍(2]。

几种类型的干预在改善偏瘫的手功能显示成功,最常见的是约束诱导运动疗法(测量),其中包括unimanual培训(3]。另一个不太研究治疗手部和臂部的用双手的强化治疗(习惯)4,5),包括实践的任务需要两只手为了使用受影响的手,提高协调发展。这种类型的双边干预有了实质性的好处在这个人口(6]。

先进的核磁共振方法,包括功能性磁共振成像(fMRI)和扩散张量成像(DTI),已被证明在CP的评估提供重要的信息和治疗反应评估(7]。功能磁共振成像研究显示异常激活的模式转向双边激活CH (8]。减少白质(WM)皮质脊髓束的完整性影响半球也显示使用各种扩散系数指标,对应于手功能障碍的严重程度(9]。

然而,对大脑结构和功能的改变在CH自运动干预后很少有研究使用串行成像。最近发现的系统回顾文献7的研究中,所有小样品(3 - 10的孩子)10]。在研究大脑可塑性在中风患者康复干预后更丰富(11- - - - - -13),以后的伤害预防与单边CP,通常结果从pre -或围产期损伤。

现有的研究描述神经可塑性变化涉及虚拟现实干预治疗后(14]或最常unimanual干预措施,如测量(10,15,16]。回顾文献报道扩大的主要手运动区(M1)干预后的影响的半球,没有一致的效果影响较小的半球[10]。李的一项研究报告的变化对单边模式与更大的测量出治疗后运动功能的改善(17]。然而神经发生变化后用双手的干预并没有先前描述。

当前的研究试图描述大脑可塑性在轻偏瘫患儿用双手的干预之后,通过串行行为评估和成像,先生和检查大脑和行为改变之间的联系。

2。对象和方法

这项研究是批准的机构审查委员会和国家研究医院的伦理委员会,并充分知情同意从儿童从父母和获得同意。

2.1。主题

12轻偏瘫患儿(6女性,平均年龄年)是从小儿神经科单位招募特拉维夫Sourasky医学中心和相关的儿童发展中心在2011年magic-themed习惯的干预。受试者在当前研究的一部分的CH (6]。只包含纵向成像的孩子。额外的入选标准是痉挛性偏瘫的临床体征,出席在主流教育,和独立的流动性。排除标准是任何公开的癫痫活动,启蒙运动疗法或肌肉骨骼治疗在过去的6个月,手术治疗之前,核磁共振和禁忌。流动性水平和功能能力的儿童被证实通过粗大运动功能分类系统(GMFCS) [18分类系统(mac)[]和手动能力19),更高的分数代表了更大的灵活性和功能的限制。孩子们包括如果GMFCS≤二世和mac≤3技能从更温和的物理限制流动性和处理的对象相当困难,因此可以使用流动艾滋病和需要帮助准备和或修改活动。

2.2。研究设置

整体12个孩子经历了神奇的干预项目。

八个孩子参加了魔术习惯夏令营干预(60小时/ 2周)和手的运动机能评估3次:干预前(1),(2)后立即干预,(3)干预后6周。六人同时接受3核磁共振扫描点(见图1)。剩下的两个孩子(课题2和8)经历了只有两个核磁共振扫描(之前和之后的干预)。四个孩子参加了一个拓展家庭魔法习惯项目(临床出席每周每天2小时的用双手的训练监控通过每周的日记)为6周(共60个小时)和手的运动机能评估2次(之前和之后的干预)。这些孩子只有两个核磁共振扫描(之前和之后的干预),除了一个孩子(12)主题是排除在第一次扫描由于巨大的头部动作和扫描仪无法保持静止。设置一个儿童友好的气氛和提高数据质量,培训模拟扫描仪之前核磁共振扫描,在结构系列的孩子看动画电影的选择。此外,孩子的监护人陪同孩子学习阶段包括扫描。

2.3。手的运动功能评估

儿童运动分类包括评级根据mac和GMFCS。mac电脑的处理对象分类能力在五分制的重要日常活动;孩子在我处理大多数对象级很容易和V级严重限制的能力(19]。GMFCS是衡量自发功能移动(18]。

手的运动机能评估在每个时间点2性能测试,评估培训治疗师和自我报告的问卷:(1)协助手评估(啊哈;版本4.3):标准化考试自发使用和性能/走弱影响的手在基于功能/玩用双手的交互任务具有良好的信度和效度(20.]。视频被训练的治疗师蒙蔽干预状态得分。(2)Jebsen-Taylor测试的函数(JTTHF) [21]:标准化的测试测量手灵巧度(修改通过消除写作任务)与可靠性和规范数据报告为儿童(22]。三分钟的限制是每个任务最多总分6 1080秒的任务。(3)孩子的手经验问卷(CHEQ): 29-item问卷探索独立参与和熟练使用的影响/偏瘫的手在日常用双手的活动和报道能力和担心/信心[23]。

手电机改进定义如下。

啊哈:最小可检测差(LDD)被定义为(),等于5分,临床上有意义的不同个体使用拉希加权对数单位分数。原始分数转换成通过拉希分对数分析占项目的不同程度的困难。分对数转换为0 - 100啊哈单元规模得分越高代表更好的用双手的技能(20.]。

JTTHF:比例改变的决心。计算的差异超出2规范数据的标准差等同于20%,代表一个临床有意义的差异。

CHEQ:百分比的变化相对于基线的活动数量使用2手执行计算和变化超过20%被认为是有意义的6]。

2.4。核磁共振成像扫描

照片被收购的3 t GE扫描仪(美国通用标记激发,密尔沃基,WI)与训练模拟扫描仪前第一次扫描。

高分辨率核磁共振成像协议包括解剖3 d快被宠坏的梯度回波序列(FSPGR)(切片厚度/ = 1/0毫米的差距;的视野(FOV) /矩阵:240 mm / 256×256;时间重复(TR) / echo (TE) = 8.6/3.3毫秒);功能磁共振成像与执行三梯度回波echo-planar成像(GE-EPI)序列(切片厚度/ = 3.5/0.3毫米的差距;FOV /矩阵= 240 mm / 128×128;TR / TE /翻转角= 2250/29 msec / 79°);DTI在获得19扩散梯度方向(= 1000秒/毫米²)和一个没有应用扩散梯度(切片厚度/ = 3/0毫米的差距;FOV /矩阵= 220 mm / 128×128;TR / TE = 11000/91毫秒)。

2.5。先生的分析

2.5.1。核磁共振运动模式

块设计fMRI电机任务是用于儿童和扩展所有的手指紧握的手在同步2赫兹节奏音调。总工作时间是4分48秒。有18秒的沉默与前一个警报beep任务开始让孩子们准备运动的任务,其次是交替存在六世的休息,六个时期的右手,左手和六个时期,持续14秒。孩子们被要求做他们最好的移动只在隔离受影响或影响较小的手。的运动范围仅限于中档的软塑料海绵球放置在儿童手掌。视频记录在功能磁共振成像任务为了评估镜像运动的存在。镜运动(毫米)随后被评为根据森林,曾经是个牙具生产商规模是个没什么明星脸24]。如此规模的,0表示没有毫米,1 =几乎不明显,2 =轻微但持续,3 =强劲和持续的,4 =运动等于预期的手。

2.5.2。功能磁共振成像分析

功能磁共振成像分析与BrainVoyager QX 2软件包(http://www.brainvoyager.com/),曾描述9]。短暂,预处理包括运动校正(扫描头运动> 3毫米被拒绝),高频时域滤波,去除低频线性趋势。前六卷被丢弃的允许信号(允许的稳定平衡的影响)。Coregistration进行解剖和功能之间的图像。预处理功能被整合到高分辨率图像解剖图像通过三线性插值。coregistered图像没有转化成一个标准的空间但仍在每个主题的本地空间由于大量大脑异常在这个人口。fMRI数据集2或3的时间点(基线,干预后,和后续)被coregistered每个参与者的3 d FSPGR解剖顺序从基线扫描(T1)允许比较激活在不同的时间点。三维统计参数映射计算分别为每个主题使用一般线性模型(GLM)刺激条件都是积极的预测。两个对比研究:对比1:影响手与基线和对比2:影响较小的手和基线。我们使用了错误发现率(罗斯福)阈值的选择程序,和罗斯福(值)在本研究选择0.05。

两个测量提取。(1)峰的激活在每个感兴趣的区域(ROI)检测和一个盒子形状体积25像素点周围放置了峰的激活β值提取。分开提取β重量块,包括手侧的运动损伤(影响)和手侧的病变(手)的影响较小。选中的ROIβ权重指fMRI激活水平和反映预测的水平,每个解释信号从指定的区域。因此,β重量描述任务相关活动在每个区域选择的水平。(2)我们还应用额外的定量测量的偏侧性指数(LI)使用激活体素的总数为每个地区的利益。对于每一个ROI,体素收集使用所有条件和比较的基线条件概率值小于0.05。李=(侧−侧)/(侧+同侧),侧和侧相等的体素活性高于阈值的总数在周边地区中央沟侧或身体的同侧的手移动。这种方法对于运动激活了LIs在中央沟,单方面的激活模式范围从+ 1−1侧激活模式(典型),而值接近于0反映更多的双边激活模式。

2.5.3。DTI分析

DTI分析利用DTI工作室软件(美国马里兰州巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学)如前所述[9]。voxel-by-voxel基础上首次估计扩散张量和轴向扩散系数(Da),径向扩散系数(博士),平均扩散系数(MD)和分数各向异性(FA)地图计算。胼胝体(CC)和皮质脊髓束(CST)重建使用流线型纤维与纤维跟踪任务的连续跟踪(事实)算法(9]。纤维跟踪终止时达到一个像素的FA值低于0.25或> 70°转向角时。使用一个ROI提取CC通过彩色编码矢FA图像(9,25,26]。CC的进一步细分到膝,中间体,压部进行基于Witelson分割方案(27]。多个ROI方法被用来提取CST大片,定义从单边桥穿过纤维内囊后肢的运动,运动前区皮层(9]。平均值的哒,博士,医学博士和FA计算纤维。

显著改变扩散系数参数定义如下:变化超过5%被认为是重要的以前的研究报道变化约5%学习干预后,与较小的变化可能反映了自然变化(28,29日]。

2.6。统计分析

描述性分析集团层面比较干预前后成像参数。改善行为测试是基于临床意义节中描述2。3(手运动机能评估)。所有成像参数(β值、李和扩散系数值),意味着和干预后成像参数之间的变化百分比计算评估变化之间的不同时间点和基本措施。明显地改善了扩散系数参数被定义为超过5%如上所述。皮尔逊相关性进行研究之间的关联成像参数和手动函数在三个时间点。所有使用SPSS统计分析(美国芝加哥,版本17.0)。

3所示。结果

3.1。样本的描述

研究小组由12名儿童(6男)7 - 16岁(的意思y),其中9个右轻偏瘫和其余左轻偏瘫。mac的分数范围从1到3,GMFCS分数从1到2不等。两个孩子出生时早产,其余到期。见表1为主题的特点。


孩子	性别	年龄年	Hemiparetic一边	出生时遗传算法(周)	出生体重(克)	类型的损伤	放射学分数	GMFCS	苹果电脑

1	米	7.75	l	29日	1298年	PVL +焦梗塞	6	1	1
2	F	7.9	R	31日	2100年	梗塞	25	2	2
3	米	13	R	40	2700年	梗塞2.5岁	28	2	3
4	F	16.25	R	未知的	未知的	血管梗塞	19	1	1
5	F	10.6	R	40	3245年	梗塞	7	1	1
6	米	9.5	R	39	3470年	颅内出血	18	2	3
7	米	9.75	R	31日	2000年	IVH	15	2	2
8	米	7.8	R	40	3765年	梗塞	13	2	3

总营	5/8的男性	10.3	R 7/8	35.71	2654年		16.38	1.63	2.00

9	F	12.9	l	40	3330年	颅内出血创伤性脑损伤的3个月	14	2	2
10	F	18.6	R	40	2840年	梗塞7.5岁	21	2	2
11	米	10.8	R	41	2770年	梗塞	10	2	2
12	F	7.5	l	40	- - - - - -	颅内出血心脏手术后18个月	16	2	2

总家庭干预	1/4米	12.45	2/4 R	40.25	2980年		15.25	2	2

GA:胎龄;PVL:脑栓塞室;创伤性脑损伤:创伤性脑损伤;IVH:脑室内出血;mac:手动能力分类系统;GMFCS:粗大运动功能分类系统。辐射计算分数据Shiran et al。30.]。损伤发生前或位围产期除非另有指定。

3.2。行为的结果

总的来说,11 12个孩子改善行为干预后至少1测试,和八个孩子改进了两个或两个以上的测试(见表2)。的八个孩子在第三次评估点保持在后续改善。应该注意的是,一个孩子没有改善行为参与魔法习惯阵营在前面,他的手似乎经验上限函数的进步。


类型	情况下	AHA1	AHA2	AHA3	CHEQ1	CHEQ2	CHEQ3	JTTHF1	JTTHF2	JTTHF3

		之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续

营	1	77年	80年	82年^≈	25	27	28	152.3	38.2	29日^≈
	2	42	41	- - - - - -	6	17	- - - - - -	1080年	1080年	- - - - - -
	3	27	32	37^≈	5	15	15^≈	1080年	1080年	1080年
	4	63年	72年	63年	26	26	22	462.5	48.6	50^≈
	5	71年	76年	76年^≈	20.	23	25^≈	68.6	52.8	43^≈
	6	46	47	46	17	15	12	1080年	1080年	1080年
	7	55	63年	58	0	18	12^≈	612.5	365年	442.5^≈
	8	32	43	38^≈	0	18	12^≈	1080年	1080年	1080年

		精准医疗	帖子		精准医疗	帖子		精准医疗	帖子

家	9	52	58		4	6		476.1	241.8
	10	45	54		16	13		578.5	355.6
	11	59	63年		8	17		258年	85.8
	12	57	60		24	23		923.9	612.1

评估之间的显著变化和干预。
^≈preintervention之间的显著变化和后续评估。
啊哈=协助评估,CHEQ =孩子的手体验调查问卷,和JTTHF = Jebsen-Taylor手功能的测试。

啊哈:7的12个孩子明显改善干预后(至少5分)。其中,3维护改进在随访,1只在后续进一步的孩子都有了明显的改善。

CHEQ数量的独立双手活动:6的12个孩子明显改善干预后改变(至少20%)。其中,3维护改进在随访,1只在后续进一步的孩子都有了明显的改善。

JTTHF影响手的反应时间:8 12儿童干预后明显改善(至少20%的变化);4个孩子都无法在要求时间内完成任务在两个时间点,因此得分不显示改进。所有的4个孩子有额外的评估时间3干预后改善维护在后续改善。

在集团层面,考试分数提高干预对所有测试后,停息下来了后续的改善,除了JTTHF,被认为在随访(数字更大的改进2(一个)- - - - - -2 (c))。意味着增加啊哈分数从pre -干预点后干预和通过跟踪点,而意味着减少响应时间在JTTHF干预后27.48%±36.44%和33.6%±38.2%从基线到六周的随访。的意思是增加CHEQ双手得分点后干预和点在随访。

(一)

(b)

(c)

(d)

3.3。在MRI检查电动机fMRIβ值

激活水平,总的来说,以β值,增加干预后,继续增加在随访(见图2 (d))。意味着变化在影响贝塔半球当移动影响的手(侧),从pre - post干预增加26.14% (从preintervention)和后续增加34.75% ()。影响较小的半球,几乎没有激活水平变化的(身体的同侧的运动受影响的手),意味着从pre -干预后−2.4% ()。一个孩子(主题11)被评为拥有显著的镜子运动在树林和曾经是个牙具生产商规模是个没什么明星脸(3分)这可能影响这些值。然而,当排除这个孩子的分析,发现了类似的效果增加24%意味着变化百分比从pre - post干预(26.14%)在受影响的半球当移动的手,+ 10%变化影响影响较小半球当移动影响的手(−相比2.4%)。有类似的小变化在影响较小半球激活当移动影响较小的手(侧)−1.5% (干预后)和7.6% (后续的变化。只有一个孩子,和干预后在侧半球激活移动影响较小的手。

最严重的偏瘫(6例),用mac电脑3,一个孩子没有回应行为干预。尽管缺乏功能改善的情况下,增加大脑活动期间以β水平衡量手运动。

3.4。电机功能磁共振成像:李在MRI检查

汽车相关的激活被认为在中央沟感觉运动区域和辅助运动区(SMA)。一般来说,转向单方面干预后激活时检测到一些孩子受影响的手移动。李当移动影响较小的手保持稳定在所有的孩子,只有一个除外(7)主题,搬到一个更单边模式。11个孩子的行为改善,4显示改善李在运动受影响的一方面,转向一个单边模式,或维护一个最初的单边模式激活(科目1、2、4和5)(见表3)。这些改进在后续维护(除了1孩子没有后续扫描)。一个孩子表现出改善的李只在随访(6)主题。三个孩子,李不能计算由于数据质量不佳的fMRI扫描(科目3、8和12)。李三个孩子改善行为还没有增加干预后,与一些展示身体的同侧的激活模式(科目7、10和11)。图3显示了一个图示的激活三个孩子,之前和之后的干预。主题4和图5显示变化对单边干预后激活,只有轻微的变化是明显的主题6。


情况下	影响李			李的影响较小			行为的改进
情况下	之前	后	傅	之前	后	傅	行为的改进

1	1	1	1	1	1	1	嗯+ BM
2	0.4	0.74	- - - - - -	1	1	- - - - - -	BM只
3	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	BM只
4	−0.02	1	1	1	1	1	嗯+ BM
5	0.8	1	0.91	1	1	1	嗯+ BM
6	0.055	−0.37	1	0.97	0.97	0.94	没有一个
7	−0.83	−1	−0.16	0.4	1	1	嗯+ BM
8	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	BM只
9	−1	- - - - - -	- - - - - -	1	- - - - - -	- - - - - -	嗯+ BM
10	1	−0.27	- - - - - -	1	1	- - - - - -	嗯+ BM
11	0.28	−1	- - - - - -	0.46	0.41	- - - - - -	嗯+ BM
12	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	嗯只有

李:偏侧性指数;傅:随访干预后(6周);嗯:unimanual;BM:用双手的。

3.5。李当移动之间的相关性影响与手动函数在三个时间点

来测试假设李越高(越典型/单方面激活的模式),更好的手动功能,李和性能之间的相关分析进行了3次点。总的来说,干预后的分析表明,李高值与更好的手工技能。一个边缘显著相关(,)之间发现李之前干预和preintervention CHEQ表现在干预后这种相关性显著(,)(见图4)。类似的李之间的关系并不明显,啊哈或JTTHF预处理和立即干预。李在随访,有很少的方差(4/5儿童值达到或接近于1)阻碍相关分析。因此,我们研究了李之间的相关性在随访干预和手动功能后,这使我们能够评估相关干预后,后立即或在随访。在这个分析中,强烈的相关性被发现与所有后续行为的措施:哈哈(,),CHEQ (,)和JTHHF (,)(见图4)。

(一)

(b)

(c)

3.6。DTI CC的变化和中科MRI检查

在集团层面,未发现显著变化的医学干预前后和FA值在CC和影响,春秋国旅的影响较小。所有更改都低于5%(自然变异)。然而,在个体层面上,几个孩子显示帖子干预DTI值的变化与改善的CC WM完整性,影响,影响较小中科高于预期的自然变化(见表4和5)。七个孩子在干预后的CC显示改进的扩散系数值。一个孩子显示改善所有段的CC。春秋国旅,3个孩子显示改进的扩散系数值影响方面干预和5个孩子后影响较小。


情况下	膝						中体						压部
情况下	医学博士(×10⁻³毫米²/秒)			FA (a.u)。			医学博士(×10⁻³毫米²/秒)			FA (a.u)。			医学博士(×10⁻³毫米²/秒)			FA (a.u)。

营的干预	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续

1	0.85	0.86	0.85	0.63	0.61	0.62	0.85	0.82	0.83	0.59	0.61	0.59	0.8	0.79	0.82	0.67	0.68	0.66
2	1.02	1.05	- - - - - -	0.56	0.57	- - - - - -	1.07	1.06	- - - - - -	0.48	0.48	- - - - - -	1.12	1.16	- - - - - -	0.49		- - - - - -
3	1.01	1.02		0.57	0.57	0.57	1.24			0.48		0.44	0.96		0.99	0.63	0.63	0.59
4	0.89	0.88	0.89	0.6	0.6	0.59	0.93			0.58	0.58	0.56	1.04	1.02	1.19	0.54
5	0.84	0.86	0.86	0.61	0.61	0.6	0.78	0.79	0.82	0.62	0.61	0.59	0.8	0.8	0.83	0.66	0.65	0.64
6	0.92		0.9	0.54			0.94	0.93	0.98	0.49	0.5	0.52	1.11			0.47	0.43	0.45
7	0.97	1.01	1	0.6	0.63	0.57							0.95			0.67	0.69	0.68
8	0.91	0.92	- - - - - -	0.59	0.6	- - - - - -	0.93	0.92	- - - - - -	0.6	0.6	- - - - - -	0.84	0.91	- - - - - -	0.7	0.69	- - - - - -

家庭干预	之前	后		之前	后		之前	后		之前	后		之前	后		之前	后

9	0.92	0.99		0.61			0.89	0.85		0.57	0.58		1.04			0.56
10	0.95	0.92		0.59	0.6		0.84	0.86		0.62	0.59		0.75	0.75		0.7	0.7
11	0.9	0.96		0.59	0.59		1.1			0.55	0.57		0.82	0.81		0.67	0.69
12	- - - - - -	- - - - - -		- - - - - -	- - - - - -

MD =平均扩散系数(×10⁻³毫米²/ s);FA =部分扩散系数(任意单位)。
从基线显著改善> 5%。
由于大病灶大小,我们无法重现这段。


	影响春秋国旅						春秋国旅的影响较小
情况下	医学博士(×10⁻³毫米²/秒)			FA (a.u)。			医学博士(×10⁻³毫米²/秒)			FA (a.u)。			即兴表演的行为。
	T1	T2	T3	T1	T2	T3	T1	T2	T3	T1	T2	T3

营的干预	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续	之前	后	后续

1	0.79		0.76	0.59	0.6	0.59	0.77	0.74	0.76	0.61	0.62	0.61	是的
2							0.8		- - - - - -	0.56		- - - - - -	是的
3	0.8	0.84	0.81	0.55	0.55	0.55	0.8		0.8	0.54		0.56	是的
4	0.79	0.85	0.84	0.58	0.6		0.88			0.62	0.58		是的
5	0.73	0.74	0.78	0.61	0.58	0.6	0.72	0.71	0.75	0.6	0.6	0.6	是的
6							0.76	0.74	0.74	0.59	0.58	0.6	没有
7	0.84		0.82	0.6		0.62	0.74	0.73	0.75	0.62	0.6	0.65	是的
8	0.89	0.87		0.56	0.56		0.73	0.76		0.62	0.62		是的

家庭干预	之前	后		之前	后		之前	后		之前	后

9	0.83			0.6			0.76			0.61			是的
10	0.79	0.82		0.62	0.58		0.79			0.65	0.61		是的
11	0.81	0.81		0.62	0.6		0.75	0.76		0.63	0.6		是的
12	- - - - - -	- - - - - -		- - - - - -	- - - - - -		- - - - - -	- - - - - -		- - - - - -	- - - - - -		是的

MD =平均扩散系数(×10⁻³毫米²/ s);FA =部分扩散系数(任意单位)。显著改善= > 5%的改善。由于大病灶大小,我们无法重现这束。

3.7。WM完整性之间的相关性在CC和CST和手动功能3个时间点

总的来说,之前和之后的干预,增加WM完整性与更好的手功能。在干预之前,发现了显著的相关性更高的WM完整性之间的膝和CC的中间体和更好的基线手动功能。低MD膝和中间体与更高的啊哈分数(,;,;职责)。更低的MD和更高的FA膝,中间体和压部与更好的性能在JTTHF(膝:英足总,中间体:医学博士,,足总,;压部:医学博士,;职责)。更高的WM完整性影响和影响较小春秋国旅与好unimanual函数(JTTHF影响较小CST和足总:,;JTTHF和影响春秋国旅:英足总,;医学博士,)。

干预后,更高的WM完整性的中间体CC(反映在低MD和高FA)与更好的用双手的相关函数(啊哈:医学博士:,;费尔南多-阿隆索:,)和更好的unimanual函数(JTTHF:医学博士:,;费尔南多-阿隆索:,)。没有明显的相关性被发现在WM完整性和CHEQ之间。在后续,FA的膝CC与啊哈显著相关(足总:,)和FA和MD CHEQ 2手(足总:,;MD:,)。MD和FA中体的CC也与啊哈(MD:,;费尔南多-阿隆索:,)和JTTJF (MD:,;费尔南多-阿隆索:,)。之间没有明显的相关性被发现WM CST和手动功能的完整性后干预或随访。

4所示。讨论

这项研究显示了大脑可塑性的第一个证据在CH用双手的干预。孩子经历了连续核磁共振扫描包括功能磁共振成像和DTI和行为评估。本研究结果显示激活水平的变化,在偏侧性的模式,在WM完整性干预。此外,这种变化在三个时间点与行为评估揭示可能的途径来解释行为改进后用双手的干预是表现在大脑。然而,重要的是要注意,这些变化并没有发现在所有CH不管他们行为的收益。

本研究的主要发现是转向一个更为单边激活模式干预后,反映在更高的值。在集团层面,发现异常的大脑活动模式在基线反映在双边激活。在正常发展的主题,运动激活主要是单方面的,被限制在半球侧手的运动(9]。干预后,发现影响大脑半球的激活水平增加(通过增加β值)与偏侧性的转变。我们解释这些发现表明神经可塑性朝着一个更典型的大脑活动模式。这些结果与以前的研究报道李的变化对单边模式测量治疗后在一个小样本()[17]。最近的一项系统回顾还描述了几种类型的大脑变化后治疗M1兴奋性的增加等科目ipsilesional重组和M1与contralesional重组(受试者的兴奋性下降10),表明治疗相关的可塑性。然而,大脑可塑性是一个复杂的过程,变化和不同的病因,脑损伤亚型,或发展经历可能差影响干预后神经可塑性变化。还需要进一步的研究来解决这些问题。

李和手动功能之间的关系变得更强的干预后与其他协会(unimanual和用双手的函数)新兴干预后6周。然而,李在后续的改善并不匹配通过进一步行为改进。这可能反映了整合的新学会的技巧(可塑性过程)启用探测新加强大脑网络关系的表达式和更有效的手动功能的治疗,并在后续更是如此。事实上,孩子们被鼓励继续练习新学到手工技能;因此,它可能是可塑性过程持续六周期间启用更多样的环境更大的功效。

发现大脑功能和结构与行为之间的关系更加明显在随访可能支持动力系统理论(31日),假定有一段不稳定的明显变化的神经网络。从运动的角度看,有不同的时间尺度特征的改变人们的行为是反映在运动学习和发展,通过不同的学习曲线32]。尼古拉·伯恩斯坦的“自由度”理论也涉及到一段增强可变性在运动学习的出现光滑的动态运动控制(33,34]。

在集团层面,任何更改在WM完整性的大纤维束被认为干预后,尽管超过一半的孩子表现出明显的变化至少在一个WM纤维束在至少一个扩散系数参数。5%的阈值被选为基于几项研究一个巨大的改变28,29日]。朔尔茨et al。29日]报道了六周的干预在年轻人和报道意味着增加FA培训5%的顺序与基线相比,控制显示无显著变化。同样,年轻人学习一门新语言的研究(28FA)报道高达5%变化的学习者和控制一个九个月的学习期。足总在语言领域的变化是1 - 2%在1个月之后,9个月后上升到5%;然而,控制也出现在足总3 - 4%变化,因此限制了变化检测的可靠性。也许DTI,尽管其敏感性和学习WM完整性的重要价值,仍然太粗测量微妙的显微结构的变化,2周后可能发生干涉。其他基于扩散的方法与高空间分辨率和高价值可能更敏感的检测到这种变化[35]。

重要的是WM完整性和手动功能之间的关系成为一个函数的干预,这些关系在整个研究期间仍然显著,成为更强的。主要的意思是扩散系数在CC的中间体与更好的用双手的(哈哈)和unimanual (JTTHF)技能。MD值在CC的中间体与后续CHEQ,本协会并没有检测到之前干预后,还没有明显的直接干预。事实上CHEQ,用双手的函数变化的反映在日常活动中,曾报道干预后显著改善(6]。

有几种方法挑战进行成像研究在儿科人口面临的具体挑战,CH。经常有数据质量问题造成的多余的动作,因为孩子往往很难保持静止的磁铁。此外,许多CH患儿表现出额外的并发症如注意力缺陷多动障碍(36,37]。因此,扫描的孩子,尤其是CH,需要一个特殊的设置。在这项研究中,我们使用一个特殊的设置,包括练习模拟扫描仪;孩子的监护人的存在在所有的研究阶段包括核磁共振扫描;和孩子看动画电影的选择结构系列中扫描。在当前的研究中,我们必须排除只有几个数据集文物由于运动,但一般来说特殊的设置和数据质量改善孩子们的合作。

另外一个挑战就是,运动困难的孩子经常显示相关的头部动作通过移动他们的手导致进一步的努力运动产物。此外,镜运动的现象经常在CH可能影响fMRI马达激活测量。在我们的研究中,我们记录的视频的孩子当执行电动机任务和回顾性确定镜运动和考虑他们在分析。只有一个孩子展示重要镜运动和排除他没有重大影响。

最后,还有在进行纵向MRI研究方法论的挑战,定量比较扫描获得的在不同的时间。有很多参数,可能会影响信号等不同层次的头部动作和不同层次的合作和控制力量和参数有关磁铁。我们试图克服这些问题通过罗斯福为统计分析和利用单侧性指数提供了一种标准化的功能磁共振成像数据。

有一些局限性在这项研究中,一些固有的CH的研究。在这项研究中,我们有一个相对较小的样本大小,因为它是很难招募这人口,因为所有孩子们入学的干预项目要求出席两周夏令营或坚持以家庭为基础的计划。样本的异质性由于不同病因底层CH可能影响儿童的临床运动特征和类型的大脑病理学,很难找到一个通用模式干预后可塑性的人口。另一个局限性在于手功能评估,可能会阻碍我们的检测能力变化。特别是,我们注意到天花板影响JTTHF一些能力可能已经被证实,但除非所有项目在每个任务成功完成(例如,所有5卡了),一个最长时间的分数为1080秒被授予,因此不反光的离散变化。

总之,DTI和功能磁共振成像参数的变化被认为当比较预处理和干预后扫描在CH的习惯。有孩子的大脑可塑性变化的研究小组显示不同干预后的变化模式。然而,改变朝着更单侧大脑活动模式一直与汽车相关的改进,从而增加的证据可衡量的神经可塑性改变后用双手的轻偏瘫患儿干预。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

玛雅温斯坦和维姬迈尔斯是相等的贡献者。

确认

作者感谢孩子们和他们的家人谁给了这么多的时间参与本研究。他们还要感谢物理治疗,职业治疗从特拉维夫大学学生,贝卡Krom, Ron Schertzi和魔术师的以色列社会的支持。这个项目的资助人的圣托马斯慈善机构,玛尼Kimelman信任和宜兰,以色列残疾儿童协会。拜特块夏皮罗资助并提供营地场地。d .绿色是由移民和吸收的资助在2010 - 2011。

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神经可塑性