文摘

背景。增加活动进行半球相关改善卒中后运动恢复。然而,主要的角色和关系的活动进行半球不被广泛研究。目标。这里,我们检查是否优势半球驱动器的偏侧性中风后大脑活动,这种变化是否基于如果进行半球优势半球。方法。我们使用fMRI比较皮质运动活动行动网络(AON),观察motor-related区域活跃在观察和执行一个动作,36个左半球占主导地位的个人。十二个人有非惯用右脑中风,十二个主导,发出中风和12是健康的年龄组。我们之前发现左占主导地位的中风患者表现出更大ipsilesional活动行为的观察。这里,我们检查,如果个人和非惯用右脑中风ipsilesional还显示更大的单侧性的活动,右半球或占主导地位的左半球和比较这些结果与个人主导,左半球中风。结果。我们发现右大脑半球中风患者表现出更大的占主导地位的活动,左半球,而不是ipsilesional,右半球。这个left-lateralized模式匹配的患者左,优势半球中风,中风组不同于同龄对照组。结论。这些发现表明,行动观察是单侧性的主导,而不是ipsilesional半球,这可能反映了之间的交互进行半球和驾驶偏侧性的优势半球中风后大脑活动。半球和偏重描述卒中后神经活动时应该仔细考虑。

1。介绍

尽管密集的研究和临床工作,中风仍然是身体残疾的主要原因在全世界范围内(1),是一个迫切需要改善卒中后康复策略。许多研究表明,水平的提高活动ipsilesional半球卒中后与强化开采(2- - - - - -4]。功能性磁共振成像(fMRI)在中风患者的研究表明,更大的血氧侧等级相关(粗体)活动期间(ipsilesional)半球受损的任务上limb-a模式符合典型的汽车尾部被与更好的运动成果(4- - - - - -6]。卒中后治疗技术因此旨在促进汽车复苏通过增加ipsilesional半球的活动和减少contralesional半球的活动(7- - - - - -10]。然而,卒中后运动结果仍使用这种方法变量,表明之外的其他因素影响复苏ipsilesional半球大脑活动的水平。

因素之一,在很大程度上被忽视的角色是在中风研究电动机优势相对于损伤半球。经常讨论研究发现相关ipsilesional或contralesional半球,没有区分ipsilesional半球是否主导或非惯用半球中风之前。然而,中风发生在占主导地位的还是非惯用半球可以以多种方式影响复苏,包括影响大脑活动的模式实现在卒中后治疗11- - - - - -13]。研究表明清楚半球的差异运动控制的专业化,电动机的性能行为的差异进行脑卒中后相关。Winstein和波尔(1995)报道,左半球中风患者显示赤字在开环,电机运动的规划方面,而右半球中风患者显示赤字闭环,基于反馈方面的运动(14]。另一项研究表明,在一个胳膊伸向任务中,左半球中风患者难以控制的方向运动,而右半球中风患者往往会超出他们的目标(11]。这些研究和其他认为有半球专业化在分布式运动控制方案,左半球负责优化和预测动态方面的运动,和右半球负责运动精度和稳定性(15]。因此有可能任务相关的大脑活动的差异取决于损伤大脑半球的统治地位。更好地了解汽车主导地位之间的关系,半球中风,脑部活动是至关重要的,因为它可以使更个性化的干预中风neurorehabilitation和让我们更好地了解中风后赤字的潜在神经机制。

在这里,我们假设实际上可能驱动电机优势脑半球卒中后大脑活动行动观察更强烈的中风损伤。我们专门评估观察大脑活动的行动网络(AON),因为它是一种大脑网络通常通过行为的观察和表现,是由运动前区皮层运动区和顶叶皮层(16]。怡安的重要的是,活动可以通过行动引起只是观察,所以即使患有中度到重度的上臂麻痹性痴呆可以完成这个任务。行动观察治疗(AOT),中风患者观察另一个人执行操作(例如,通过视频)之前或期间实际物理这些行动的实践,提出了以提高职业或物理治疗的影响17- - - - - -20.]。行为研究结果的AOT职业或物理治疗显示适度改善卒中后独自相比传统的运动康复疗法(17- - - - - -19,21,22]。研究人员假设行动观察可能增强可塑性在同一运动通路负责行动执行(23]。怡安也被证明是活跃在个人行动观察卒中后(24]。特别是,怡安的活动被发现ipsilesional单侧性的,优势半球在个人运动占主导地位,左半球中风的人观察到的行为被执行的与自己的轻瘫的右臂(24]。然而,自左半球ipsilesional和电动机优势半球,是不可能区分是否行动观察ipsilesional半球或电动机驱动活动优势半球。

本研究设计的主要目的是改善我们的理解的影响汽车主导地位与卒中后病变在怡安保险活动的个人。我们招募人左半球优势(右)前中风和非惯用,右半球中风。使用相同的功能磁共振成像协议在早些时候怡安中风研究[24),我们测试了非惯用右脑中风患者是否有更大的怡安活动在行动观察ipsilesional(右)半球或主导(左)半球。我们比较这些数据占统治地位的左半球中风组和一个同龄对照组从早些时候的研究24]。我们预测,如果行动观察驱动ipsilesional半球的活动,右半脑卒中组应该在右半球表现得更为活跃,如果行动观察电动机驱动活动优势半球,右半脑卒中组应该表现出更大的左半球的活动。

2。方法

2.1。主题

当前分析包括36人右手(左半球运动占主导地位)由爱丁堡偏手性库存(25]。有24个参与者患有慢性中风和严重健康,上肢运动障碍和12年龄组。健全控制和12个人占统治地位的左半球中风被包括在早期研究[24]。在当前的研究中,12个额外的非惯用右脑中风患者是从社区招募中心。所有参与者给予知情同意依照制度准则南加州大学的机构审查委员会批准。之前所有人右手(中风),视力正常或corrected-to-normal, MRI是安全的。额外的中风患者的入选标准是慢性中风发病以来(> 3个月),大脑中动脉中风,没有之前的历史中风,是严重上肢损伤由电话筛选形式,参与者表示困难移动他们的手或手臂功能任务,也没有失用症。为所有参与者平均年龄(包括健全控制)是63±13年,组(没有差异 , )。参与者的中风,中风是80±58个月以来平均时间,没有权利和左半球中风组之间差异( , )。中风表中描述的特征1。

2.2。功能磁共振成像数据采集

所有扫描完成相同的3 t西门子三核磁共振扫描仪Dornsife南加州大学的神经影像中心,使用扫描参数和任务中描述驻军等。24]。功能与T2图像被收购了三梯度回波序列(重复时间(TR) /回波时间 37岁的片,体素的大小3.5毫米各向同性体素,和翻转角度90°);解剖与t1加权图像获得magnetization-prepared快速gradient-echo (MPRAGE)序列( 208 1毫米片,256×256毫米,翻转角度10°)。

fMRI范式是一块设计,参与者观察视频的右手的动作,左手操作的视频和图片仍然手(控制条件)或休息。行动的观察条件下,健全控制视频描述mean-age-matched演员把握对象与右手或左手,如前所述[24]。行动是改编自狼运动功能测试(WMFT,狼等。26),包括(1)拿起铅笔,(2)回形针,(3)堆栈跳棋,和(4)翻转卡(见附加图S1一个例子)。每个视频是3 s长,每一块由四个视频所示的顺序是随机的总共12块长度。控制条件(观察仍然手)也提出了12块年代4静态图像的左或右手每个3 s在随机顺序显示。块都是重复15次和随机三个6分钟。

参与者被要求保持静止,看演员的行动后,他们会被要求模仿每个操作扫描会话。确保注意力,参与者被要求视频在每次运行的问题(例如,“在过去的视频你看到,演员用哪只手了?”)。

2.3。功能磁共振成像分析

2.3.1。预处理和分析

功能性神经影像数据分析进行了使用壮举专家分析工具(FMRI)版本6中,目前的一部分(FMRIB的软件库http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl)。注册空间高分辨率结构和标准图像进行了使用调情[27,28]。下面的预处理步骤应用:semimanual头骨剥离的解剖图像使用打赌[29日),运动校正使用MCFLIRT [27),自动使用打赌nonbrain切除fMRI数据(29日)、空间使用高斯平滑的内核应用5毫米,总平均强度归一化整个4 d数据集由一个乘法因子,和高通时间筛选(Gaussian-weighted最小二乘直线拟合, )。对于每个主题,进行了时间序列统计分析使用电影的漠视与当地相关校正(30.]。这些(Gaussianized T / F)统计图像然后使用集群由阈值 (纠正)集群的意义阈值 (31日]。第二级为每个主题进行分析,平均在三分,并使用一个固定后果模型通过迫使随机方差为零在火焰(FMRIB局部分析的混合效果)32- - - - - -34]。在集团层面,分析完成使用mixed-effects模型,包括固定效应和随机效应在火焰跨会话/主题方差。再一次,(Gaussianized T / F)统计图像然后使用集群由阈值 (纠正)集群的意义阈值 。整个大脑分析检查右手动作观察的主要影响,主要的影响的左手动作的观察,和右手行动的对比观测与左手行为观察和左手的行为观察和右手观察。

额外的当前研究的目的是直接比较新的数据从右侧半球中风组数据从左半球中风组和健康对照组的早期研究[24]。为了做到这一点,我们再分析之前的所有数据使用上面描述的预处理步骤,以确保相同的,最新的分析技术被用于所有军团。

2.3.2。感兴趣的区域分析

先天的感兴趣的区域(roi)包括地区的人类怡安:额下回pars opercularis triangularis (IFGop)和帕尔斯(IFGtri) supramarginal回(SMG),中央前回(PC) (35]。ROI定义使用概率Harvard-Oxford地图集包含在目前在解剖学上,超过25%的概率阈值为每个ROI应用。信号变化百分比(% SC)为每个任务在每个ROI提取条件和每个参与者在目前使用Featquery。

2.3.3。单侧性指数

单侧性指数(LI)计算测量大脑活动的偏侧性的观察每只手(左,右)每组(健康控制,右半球中风,和左半球中风)。李被计算为活跃的体素的比例左和右跨多个阈值(平均投资回报率36,37]。我们计算李使用积极的体素的比例,而不是百分比信号变化,基于以前的工作表明这个方法是更健壮的损伤大脑(詹森et al。37])。目前集群工具被用来设置不同的阈值( ,1.5,2.3);Fslstats被用来确定活动体素的数量。李使用经典公式计算 在每一个为每个ROI ()37李),等于左半球活动-右脑活动除以左半球活动+右脑活动。三个LIs在不同的平均值值计算。李分数范围从+ 1(左半球激活只是)−1(右半球激活只),分为双边( )、半球占主导地位( )或半球单侧性的( )[37]。以前的工作后,李和平均数标准误差(SEM)报告(24]。每一组完整的李值在每个阈值/ ROI补充表中可以找到5为每个在每个阈值/ ROI和补充表6- - - - - -9。

2.3.4。ROI-Based任务通过半球组交互

三方进行了方差分析在SPSS 22(美国、IBM公司,纽约Armonk)来确定手的影响观察(左,右),半球的活动(左,右),和组(健康控制,右半球中风,和左半球中风)为每一个我们感兴趣的四个区域。我们应用Bonferroni调整为多个比较。我们也报告内的任何重要的双向交互方差分析和随后检测简单主效应在适当的地方。

2.3.5。损伤分析

病变被训练的研究助理手工绘制详细的病变后跟踪协议(38,39使用MRIcron []40]。病变的面具被内核使用一个2毫米高斯平滑。对于每一个主体,一个小面具中手动创建健康contralesional半球的白质组织。白质面具被用来确定健康白质立体像素强度的平均值和标准偏差在每个主题使用fslstats解剖的形象。每个主题的解剖图像然后在一个标准差阈值离均值白质强度,这样体素内信号强度或高于正常范围将被排除在最终损伤面具。最后,使用fslstats病变的体积进行了计算。一个独立样本以及进行比较病灶大小之间的右半脑卒中组和左脑卒中组。对于每一个ROI,皮尔森积差相关测试之间的病变大小和李ROI,每个中风组。

2.3.6。百分比的病变与roi重叠

检查病变相互重叠ROI的百分比,每个关键病变面具的规范化标准空间和蒙面使用fslmaths ROI。体素重叠区域的数量获得了使用fslstats。体素在重叠区域的数量除以总数量的体素内的ROI计算百分比病变之间的重叠和每个主题的ROI。

2.4。行为评估

后立即扫描,参与者完成了一系列的行为评估。由于小样本大小、行为与功能磁共振成像数据相关性用于次要,探索性分析。参与者管理狼运动功能测试(WMFT)测试上肢的功能在汽车领域26]。表现WMFT由一个训练有素的录像和得分,盲法研究助理功能能力量表(FAS)得分,从0到5,0 =不尝试运动和5 =运动是正常的。个人也与Fugl-Meyer评估评估,上肢(FMA-UE) [41),卒中后运动障碍的措施。行为评估是由研究生研究助理的培训管理WMFT和FMA-UE评估。

对于每一个ROI,斯皮尔曼的ρROI活动和运动成绩之间的相关性进行了测试WMFT和FMA-UE(两个分类变量)在SPSS 22。我们注意到这些结果探索性和报告结果,指出纠正纠正多个跨roi比较结果的价值 ( 除以8比较)。

3所示。结果

在当前的研究中,我们旨在了解患者是否非惯用右脑中风显示大ipsilesional右脑活动或更大的电动机占统治地位的左半球活动行为观察。为了更好的推广我们的发现,我们也比较了非惯用右脑中风组与占统治地位的左半球中风组和健康对照组从早些时候的一项研究[24]。

3.1。群体间的行为比较

右脑的人中风Fugl-Meyer得分明显低于左半球中风患者( , ),这表明更大的卒中后运动能力损伤的上肢右半脑卒中组。Fugl-Meyer分数报道在表1。同样,WMFT,右半脑卒中患者显示趋势FAS的得分越低( , )比左半球中风患者,再次表明贫穷的电机性能。WMFT分数报道在表1以及所有参与者的人口统计数据。

3.2。全脑功能磁共振成像分析

值得注意的是,总的来说,在正确的大脑活动模式,左手行动观察左、右大脑半球中风组之间是相似的,尽管组织在相反的运动能力损伤的手。左和右的手动作的观察对比,反之亦然,显示出类似的模式中风组和健康组的一种不同的模式。

3.2.1之上。右大脑半球卒中组

右大脑半球中风组中右(对应于nonparetic)手动作的观察、活动被发现在左前运动皮层,双边中央前回、双边顶叶小叶和双边枕叶皮质等区域(图1;补充表1)。在观察左(对应于局部麻痹的)手动作活动又发现,在左supramarginal回,两国中央前回,双边顶叶小叶,双边枕叶皮层(图1;补充表2)。

比较正确的,左手直接行动观察显示如下:正确的与左手行为观察招募更多的活动在左侧中央后回和顶叶小叶和右枕叶。左与右手的动作观察更强烈激活合适的枕极和intracalcarine皮层(图2;补充表3- - - - - -4)。

3.2.2。左半球中风组

尽管我们再分析使用一个更严格的阈值,为左半球中风组,我们发现结果符合发现报道在驻军等。24]。在右(对应于局部麻痹的)手动作的观察,活动被发现在左前运动皮层,双边中央前回、双边supramarginal脑回,和双边枕叶皮质,在其他领域,有更大的活动在左半球(图1;补充表1)。

在观察左(对应于nonparetic)手动作,稀疏的活动的模式被发现在左侧supramarginal回,两国中央前回,双边顶叶小叶,双边枕叶皮质等区域(图1;补充表2)。

比较正确的,左手直接行动观察显示如下:正确的与左手行为观察招募更多的活动离开中央前回、中央后回。左与右手的动作观察招募更多的活动(图右枕叶和occipitotemporal地区2;补充图S2;补充表3- - - - - -4)。

3.2.3。健康对照组

再一次,符合发现报道在驻军et al。24健康对照组),期间右(主导)手动作的观察、活动被发现在右额下回,背侧前运动皮层,中央前回,两国中央后回,双边顶叶皮质和双边枕叶皮层(图3;补充表1)。

在观察左(非惯用)手动作活动,有一个类似的模式,激活在右额下回,背侧前运动皮层,两国中央前回,两国中央后回,双边顶叶皮质和双边枕叶皮层,以及正确的后颞上沟交界处(图3;补充表2)。

比较正确的,左手直接行动观察显示如下:正确的与左手行为观察并没有发现重大活动(图4;补充表3)。相比之下,左与右手的动作观察招募更多的活动在右半球,特别是在中央后回,右顶叶小叶,右枕叶皮质区(图4;补充表4)。

3.2.4。中期总结

整个大脑模式在两个中风组主要显示更大的左半球活动右手的动作观察,而整个大脑健全的控制模式,在很大程度上对单侧性的期间左手行为观察。结果被报道在一个相对严格的门槛 集群纠正, 。鉴于我们小组样本大小和异质性的病变位置,我们也希望看到这个数据在一个更宽松阈值( 集群纠正, )检查是否这些偏重趋势扩大。在这个放宽阈值,我们发现同样的一侧模式上面报道,但是他们扩展到更广泛的区域的怡安(见附加图S2)。

3.3。单侧性指数

李分数范围从+ 1(左半球激活只是)−1(所有右脑活化),通常分为两国( )、半球占主导地位( )或半球单侧性的( ;Jansen et al。37])。参与者在左右半球中风组表现出左半球主要期间的激活在roi /边音的模式右手的动作观察、独立的肢体受到中风(图的影响5;补充表5- - - - - -9)。对于参与者与右半球中风,李值如下:额下回pars opercularis ( , triangularis),帕尔斯( , )、中央前回( , )和supramarginal回( , )。对于参与者与左半球中风,李值如下:额下回pars opercularis ( , triangularis),帕尔斯( , )、中央前回( , )和supramarginal回( , )。

参与者的权利和左半球中风组展示了主要的双边模式激活在大多数roi左手行为观察、独立的肢体受到中风(图的影响5;补充表5- - - - - -9)。参与者与右半球中风显示双边额下回pars opercularis结果( , )、额下回pars triangularis ( , 在中央前回(),右大脑半球偏侧性 , ),左半球主要supramarginal回( , )。参与者与左半球中风显示双边额下回pars opercularis结果( , triangularis),帕尔斯( , )和supramarginal回( , 在中央前回()和右大脑半球偏侧性 , ;图5;补充表5- - - - - -9)。我们注意到李模式中风组之间差异之一是右半脑卒中组,活动在supramarginal回左半球主要与两国在左半球中风组。

健康对照组,地区怡安了右半球优势/单侧性的或双边活动在权利和左手行动观察(图5;补充表5- - - - - -9)。为右手的动作观察,李值如下:opercularis额下回帕尔斯( , triangularis),帕尔斯( , )、中央前回( , )和supramarginal回( , )。为左手行为观察,李值如下:opercularis额下回帕尔斯( , triangularis),帕尔斯( , )、中央前回( , )和supramarginal回( , )。重要的是,偏重模式的健康对照组,尤其是右手动作的观察,不同于两个中风组。

3.4。任务通过半球集团在ROI交互活动

3.4.1。右大脑半球卒中组与健康控制

没有三方之间的相互作用被发现集团(健康控制,右半球中风),观察(左,右),半球的活动(左,右)任何ROI。小组发现了一个重要的双向互动(健康控制和右半脑卒中)和半球的活动(左,右)supramarginal回( , ,部分 ;Bonferroni-corrected值: )。然后我们测试简单的主要影响。半球的活动,有统计上的显著差异左右SMG之间右半脑卒中组( , ,部分 ),左边的活动比右半球(平均值±标准偏差报告分析;左半球:0.20±0.16,右半球:0.10±0.19)。没有差异,左和右ND集团(SMG活动 , )。集团,有一组正确的SMG之间统计上的显著差异( , ,部分 ),与健康对照组相比更加活跃的右半脑卒中组(健康控制:0.24±0.19;右大脑半球中风:0.10±0.19)。没有发现差异活动左SMG (ND和RHS团体之间 , )。放在一起,这表明健康对照组相比有更多的活动在正确的左supramarginal回,而右半脑卒中组相比有更多的活动在左到右supramarginal回。

显著的双向互动还发现半球的活动(左,右)和侧手观察(左,右)在中央前回( , ,部分 ;Bonferroni-corrected值: )。然后我们测试简单的主要影响。我们没有找到一个简单的手观察(即主要作用。,no difference in activity between right and left hand observation for either hemisphere (right hemisphere: , ;左脑: , ))。我们发现一个简单的半球主要影响活动的右手动作的观察,以更大的活动在左侧和右侧中央前回( , ;左半球:0.09±1.5,右半球:0.04±0.13)。换句话说,两组,在右手的动作观察,活动是更大的在左侧中央前回。

3.4.2。右和左半球中风组

然后,我们比较了两个中风组直接。没有三方之间的相互作用被发现的中风(左,右),观察(左,右),半球的活动(左,右)在任何ROI。半球之间发现了一个重要的双向互动的活动(左,右)和手观察(左,右)在中央前回( , ,部分 ;Bonferroni-corrected值: );同样的互动也近乎显著纠正后的额下回pars opercularis多重比较( , ,部分 ;Bonferroni-corrected值: )。然后我们进行简单的测试主要为每个交互影响。中央前回,手的效果观察,有统计上的显著差异在左侧中央前回,以更大的活动比在左手右手动作观察行动观察( , ;部分 ;左手行动观察:0.01±0.10,右手行动观察:0.08±0.11)。没有统计上显著的主效应在正确的中央前回( , )。对于简单的半球的活动的主要作用,有统计上的显著差异在右手行动观察( , ,部分 ),大活动左侧比右侧中央前回(左半球:0.08±0.11,右半球:0.03±0.13)。没有明显的简单主要影响大脑半球在左手行动观察( , )。

额下回pars opercularis,我们也发现了相似的简单的手在左半球主要影响更大的活动在右手动作观察相比,左手动作观察( , ,部分 ;右手行动观察:0.08±0.14,左手行动观察:0.02±0.14)。没有简单的手在右半球主要影响( , )并没有简单的主要影响大脑半球在右手行动观察( , 观察()或左手行动 , )。总的来说,这些结果表明有更多的左半球活动期间右手的动作观察对于中风组。两个中风组显示出类似的手工半球观察交互,与大脑活动向左侧电机优势半球单侧性的,尽管在不同的半球病变。

3.5。损伤分析

3.5.1。病灶体积对比组

病变大小无显著差异被发现之间的右半脑卒中组( , )和左半球中风组( , ; , )。这表明,尽管在个人不同病变大小,报告结果不受影响的整体损伤大小团体之间。病变重叠的地图可以在补充材料中找到数据S3- - - - - -S7。

3.5.2。ROI-Lesion重叠

重叠个人损伤和怡安roi(重叠)大于5%发生在只有4个人的左半球中风组和3个人的右半脑卒中组。虽然我们也曾考虑检查病变重叠和偏重指数之间的关系,检查是否损伤与临界怡安地区重叠影响一侧的结果,由此产生的样本的损伤重叠太有限,做出准确的计算。

3.6。大脑的行为分析

最后,作为一个探索性分析,我们检查了ROI活动和运动成绩之间的相关性。

3.6.1。ROI活动之间的相关性和WMFT FAS分数

参与者的右大脑半球中风,WMFT电动机之间没有明显的相关性分数和ROI的活动。参与者的左半球中风,无意义的趋势WMFT之间呈现负相关性分数和ROI活动期间右手行动观察发现额下回,pars opercularis ( , triangularis)和帕尔斯( , )。此外,趋势之间的负相关性WFMT分数和ROI活动期间的左手动作观察发现右侧额下回( , )和中央前回( , )。然而,值得注意的是,这些关系符合意义阈值经多重比较(修正后 )。

操作。ROI活动之间的相关性和Fugl-Meyer分数

与右半球中风,参与者之间没有显著的相关性被发现Fugl-Meyer分数和ROI的活动。与左半球中风,活动参与者在右侧中央前回右手行动观察演示与Fugl-Meyer分数负相关的趋势( , ),尽管这并不重要。

4所示。讨论

在这项研究中,我们的主要目的是检查是否皮质运动活动行动观察网络是单侧性的更多的向ipsilesional半球或电机优势大脑半球在行动观察中风后。在个人与非惯用右脑与占统治地位的左半球中风,中风和个人怡安保险活动是单侧性的向左侧运动优势半球。没有明显差异的偏侧性怡安两个中风组之间的活动,尽管在不同的半球病变。这些结果表明,行动观察卒中后可能在电动机驱动更大的活动占主导地位而不是ipsilesional半球,至少在我们的样例中风前的人是右撇子。这些发现也不同于健康对照组,怡安保险活动的双边或略向正确的非惯用半球单侧性的。

在介绍中提到的,半球专业化可能中风患者的这些结果的根本原因。即大怡安占统治地位的左半球活动可能反映了左半球的硬连接属性等电机控制左半球专业化运动规划,进而行动观察,右半球相比,无论哪个半球卒中后的影响。这可能意味着,汽车优势半球可能也扮演了一定的角色行动观察治疗的有效性。虽然不是测试,有可能是通过行动观察驾驶汽车优势半球的活动可以帮助促进卒中后的运动康复。未来的研究可以检验是否优势半球激活在行动观察与电动机复苏卒中后行动观察治疗后的变化。

此外,先前的研究已经表明,运动优势大脑半球有更大的下行运动路径比非惯用半球[42,43]。此外,通常电动机主要左侧中央前回接收输入侧和侧手,而非惯用的中央前回接收大部分输入单独从侧的左手(44]。中风后,这种不平衡在电动机通路可能强调更强烈参与left-lateralized活动期间右手动作观察和双边活动的左手动作观察。同样,占统治地位的左半球中风患者已被证明经验双手电动机中存在某些缺陷,而右半球中风通常只有经验电动机赤字在侧的左手45]。再次,还有待测试在未来的研究中,非惯用右脑中风患者可能可以继续使用他们的主导(nonparetic),与占统治地位的左半球中风和个人可能会利用其控制地位(轻瘫的)更重视手尽管障碍。因此,两组可能更重视优势手当被问及以后观察和模仿行为,解释更大的激活在两组占统治地位的左半球。

基于这个逻辑,我们可能期望非惯用手麻痹性痴呆患者体验贫穷运动恢复由于依赖nonparetic的优势手的能力。虽然在研究结果不同,确实有证据表明,右半脑卒中患者显示贫穷运动恢复受影响的非惯用左手比左半球中风和受影响的占主导地位的右手(46,47]。相关,当前研究的一个限制是,非惯用右脑中风组也有更大的运动能力损伤(Fugl-Meyer和沃尔夫运动功能测试的得分越低)的影响比占统治地位的左半球中风组手,尽管两组在合格范围内下降严重运动损伤和损伤量没有差异。虽然这可能是反映人口趋势一般中风,这种差异确实引入了一个潜在的混淆,损伤的水平也可以驱动的皮质活动模式。然而,重要的是,没有明显损伤的程度和大脑活动之间的关系在右半脑卒中组,表明与右半球损害个人中风的水平并不影响怡安保险活动。鉴于小样本大小,我们进一步通过目测subject-level大脑活动和运动障碍之间的关联数据,以防有潜在的趋势并不明显。然而,之间没有关系或趋势水平的运动障碍和大脑活动在本例中,这样不太严重的中风患者没有表现出任何差异在一侧指数比个人更严重的中风。这表明,在运动损伤程度的差异并未推动这些left-lateralized结果。无论如何,与大样本进一步研究非惯用的右大脑半球中风患者,与更大范围从轻微到严重的障碍,需要确认这些发现。

此外,尽管左右半球中风组更强的在左半球激活行为观察,应该注意的是,仍有重大活动中观察到右半球在所有团体,包括两个中风组(见图1;表S1和S2)。一般整个大脑活动在行动观察两国集团,和偏侧性结果出现时主要检查单侧性指数,计算比率从左到右大脑半球的活动。因此,虽然我们强调的作用占主导地位的左半球因为怡安活动检查使用单侧性指数计算是单侧性的占统治地位的左半球中风两组与对照组相比,也有可能是一个角色的右脑活动期间所有组行动观察。

最后,根据这一点,我们注意身体健康,年龄对照组显示双边或略right-lateralized活动。虽然这是符合先前的许多研究表明,健康的右撇子怡安活动个人通常是双边(35,48,49),具体检查之前的一项研究中偏重在健康个体指数显示left-lateralized怡安模式(50]。协调我们当前的发现与之前的文献中,我们首先注意,在这项研究中,偏重指数进行整个叶额叶的(例如,李是left-lateralized)而我们计算了李在特定怡安节点。这种特异性可能影响结果。此外,可能导致这些不同结果的主要因素是年龄。以前的研究偏重指数怡安在健康个体健康的年轻人,而在我们的研究中,我们使用健康老年人(年龄人口中风)。研究表明,老年人通常招募更多和更广泛的地区的年轻人相比,怡安(51- - - - - -54]。虽然需要进一步的研究来明确检查一侧的怡安在健康年轻和老年人,可能我们的健康老年人对照组显示更多的双边或略right-lateralized怡安的活动,而不是left-lateralized怡安保险活动,由于怡安与年龄相关的变化。

4.1。局限性和未来的发展方向

我们的结果支持这一观点,半球优势影响的神经活动模式观察卒中后引起的行动。虽然当前的样本量太小每组参与者(12),右和左半球中风组(24参与者总计)显示出了相似的left-lateralized模式怡安保险活动的观察右手动作和双边怡安活动左手行为的观察,这是不同于健康的人。然而,在讨论中指出,两组的功能能力明显不同。值得注意的是,我们并没有发现损伤的程度之间的关系和怡安的偏侧性活动在右半球组,表明不同的功能水平没有与不同的大脑活动模式。然而,我们仍然承认这组差异提供了一个可能的混杂因素以前的工作表明,电机严重程度影响皮质招聘(55]。此外,先前的研究已经表明,患者更大的皮质脊髓束(CST)损伤也显示更大的皮质(招聘56,57]。虽然病变卷组间相似,当前的研究并没有专门检查病变与春秋国旅的重叠。因此,这些模式的复制一个更大、更多样化的样本,与个人在一系列运动损伤水平(轻度、中度、重度),并检查病变与CST的重叠,将提高我们理解当前的结果如何与不同类型的中风后个人。

我们的研究结果支持的专业化汽车优势大脑半球在行动后观察中风。然而,这个激活的功能的影响尚不清楚。一个重要的问题是,如何将这些结果,和恢复从非惯用(右脑)中风,可能与实际使用。未来的研究可能会检查真实的手在日常活动中使用(例如,使用加速度计(58,59]),涉及到一侧中风后大脑活动模式。

此外,在这里,我们表明,行动观察从事汽车主导半球人右脑主导(左撇子)前中风。右半球优势不常见,因此,人口与中风将较小和较了解电机控制在这个组。然而,考虑到我们的研究结果的解释,我们可能期望怡安保险活动是单侧性的向主导右半球组。更完整的了解汽车主导地位之间的关系,半球中风,和怡安活动应该在中风neurorehabilitation学习使个性化的干预措施。

最后,考虑到传统智慧ipsilesional半球的活动促进了卒中后运动功能的恢复(2- - - - - -4),一个合乎逻辑的下一步是评估我们的发现可能意味着中风康复。和他人的,我们的研究结果表明,最优恢复运动功能可能取决于病变的半球[20.]。AOT的因此,参数,如是否患有中风观察行为对应于局部麻痹的四肢,和观察的双边活动,可能产生不同的结果,不同的参与者。虽然很少有中风神经影像学研究充分驱动左、右大脑半球中风组之间比较,它可能是一个关键差异影响中风康复和运动恢复。未来的大规模研究应该检查是否和损伤的半球优势半球如何影响神经活动在不同类型的治疗和随后的电动机复苏。

数据可用性

作者很乐意分享他们的数据。然而,由于IRB法规,作者只能分享鉴定的子集数据从这个研究要求。

信息披露

研究的内容是完全的责任作者,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。

的利益冲突

作者没有利益冲突的声明。

确认

作者感谢研究参与者和艾丽西亚约翰逊和马修·Konersman DPT而言,他们的贡献。这项工作是由美国心脏协会(10 sdg3510062 14 crp18200010, 16 irg26960017),国家药物滥用研究所(K12DA00167),美国国立卫生研究院,尤尼斯•肯尼迪•施莱佛国立儿童健康和人类发展研究所(R03HD067475和K01HD091283),美国国立卫生研究院(NIH)国家神经疾病和中风研究所(研究所)校内竞争奖学金奖和美国国立卫生研究院康复研究职业发展计划授予K12 (HD055929)。

补充材料

在fMRI图S1:视频刺激的例子。图S2:整个左翼和右翼行动之间大脑活动对比观察中风和对照组之间相比更宽大的阈值。图S3:病变重叠热图(群)。图S4:损伤皮层左半球中风重叠热图( )。图S5:皮质下的左半球中风损伤重叠热图( )。图S6:皮质右半脑卒中病变重叠热图( )。图S7:皮层下右半脑卒中病变重叠热图( )。表S1:右手行动的主要作用观察。表S2:左手行动的主要作用观察。表S3:大脑活动在右手动作观察与左手动作观察(RHAO > LHAO)。表S4:大脑活动的左手动作观察与右手动作观察(LHAO > RHAO)。表S5:一侧索引值。表S6:个人opercularis一侧额指数values-inferior回和帕尔斯。表S7:个人triangularis一侧额指数values-inferior回和帕尔斯。表S8:个人偏重指数values-supramarginal回。表S9:个人偏重指数values-precentral回。(补充材料)