β頻率（13-35 Hz）的神經振盪是跨皮質-基底神經節網路發現的神經元同步的節律性表現。在健康人中，大腦皮層β振盪活動被發現是一個被運動調節的標誌。在帕金森病患者中，β振盪的減少在兩個主要感覺運動區表現出不對稱性，左半球的減少明顯高於右半球。重要的是要將寬頻伽瑪射線與微調伽瑪射線區分開來，後者是窄帶60-90 Hz之間的神經元節律，可能在帕金森病治療引起的不良反應中發揮作用。腦深部刺激期間出現運動障礙時，窄帶伽瑪射線內的振盪夾帶，這為刺激誘發運動障礙提供了一個潛在的解釋。這種關聯顯示了其區分運動障礙存在的潛力，得到了基於logistic迴歸的分類器的支援，以皮質伽瑪能量和運動皮質與丘腦底核之間的相位一致性作為預測因子。因此，皮質和皮質下調節劑之間的窄帶伽瑪振盪可能是適應性腦深部刺激新的生物標誌物。最新研究透過波束形成方法重建大腦活動，並將啟用的組織體積作為參考區域，顯示多個皮質區域之間的源功率和交叉頻率耦合，包括M1、運動前皮質、輔助運動區，休息期間丘腦底核中臨床有效腦深部刺激頻率的後頂葉皮質。臨床上有效的腦深部刺激與M1、運動前皮質、輔助運動區、和丘腦底核的β功率顯著降低和γ功率同時升高呈負相關。這意味著，雖然沒有刺激，γ和β振盪可能獨立作用，腦深部刺激可能會在兩個振盪之間產生負關聯，從而維持這些支援動態處理的大腦活動之間的平衡。有趣的是，β功率降低僅出現在丘腦底核中，同時以低（110和140 Hz）或高頻（150和180 Hz）刺激大腦部位，這表明運動症狀緩解取決於網路範圍的影響，而不是僅僅降低丘腦底核β功率。
來自德國約翰內斯古騰堡大學的Muthuraman Muthuraman團隊認為，皮質區域與啟用組織體積之間的交叉頻率耦合顯示了位於刺激頻率（130和160 Hz）窄帶伽馬的簇，這表明了與臨床有效腦深部刺激頻率相關的固有微調伽瑪射線活性。在臨床有效腦深部刺激期間，這種潛在的微調伽瑪射線活性也可能參與抑制β活性。另一個可能的解釋是減弱的β活性允許伽馬活性在皮質基底神經節迴路中重新出現。無論怎樣，保持皮質基底神經節網路內β和伽馬活動之間的平衡可以改善按需資訊處理，從而減輕運動症狀。在全球範圍內，帕金森病是繼阿爾茨海默病之後第二常見的神經退行性疾病，患者的生活質量明顯下降。在過去的幾十年中，一些有效的帕金森病治療和治療方法得到了廣泛的研究和發展（如左旋多巴、番紅花胺）。然而，由於藥物對帕金森病患者的有效性逐漸降低，通常實施手術干預（例如腦深部刺激）以進一步緩解運動症狀並積極調節非運動後遺症。為了最大限度地發揮腦深部刺激的潛力，必須確定可靠的神經病理學生物標誌物，以便實施閉環干預，如適應性腦深部刺激。重要的是不要將窄帶伽瑪振盪與運動開始時發生的與標準運動相關的寬頻帶伽瑪活動混淆，這可能是普通皮層活動的一部分。儘管到目前為止，伽瑪振盪在運動中的作用仍需進一步探討，但腦深部刺激過程中出現的窄帶伽瑪夾帶可能是另一種生物標誌物，並決定了適應性腦深部刺激的未來。
文章在《中國神經再生研究（英文版）》雜誌2022年 3 月 3 期發表。
文章來源：Ding H, Groppa S, Muthuraman M (2022) Toward future adaptive deep brain stimulation for Parkinson’s disease: the novel biomarker — narrowband gamma oscillation. Neural Regen Res 17(3):557-558.
