STN-DBS 对帕金森病患者心理旋转表现的认知影响

为什么大脑刺激与心理谜题很重要

患有帕金森病常常伴随震颤和僵硬，但许多人会惊讶地发现，该疾病对思维和日常问题解决能力的影响也很显著。其中一项技能是能够在脑中想象物体并设想其在空间中的旋转——我们在看地图、泊车或将钥匙与锁匹配时都依赖这种能力。本研究探讨了一种常用于治疗帕金森运动障碍的外科疗法——深部脑刺激，是否也会改变这种心理旋转能力，以及微小电极在大脑内的精确位置是否会产生不同影响。

微弱电脉冲如何帮助大脑

帕金森病的深部脑刺激通过向大脑深处的一个小结构——亚丘脑核，发送精确控制的电脉冲来发挥作用。医生已知该技术常能缓解运动症状，如运动迟缓和震颤，但其对认知的影响尚不明确，以往研究结果也参差不齐。其中一个原因可能在于亚丘脑核并非单一功能区：其不同部分主要连接到运动、认知或情绪网络。因此，对某一区域的刺激可能会强化某些能力，而对另一一区域的刺激则可能无意中干扰心理功能。

对帕金森患者的心理旋转挑战

为探究这些问题，研究者让十二名病情较晚期且已植入深部脑刺激器的帕金森患者完成经典的心理旋转任务。在每次试验中，参与者会看到两种块状三维形状，并需判断它们是同一形状在新角度下的呈现，还是彼此的镜像。形状以四种不同旋转角度出现，从正立到完全颠倒。每位受试者在同一天内完成两次任务：一次在平常的刺激开启状态下，另一次在刺激器关闭并且其影响已消退后。两次会话中患者均保持常规用药，因而差异主要可归因于刺激的有无。

更清晰的心理表征而反应速度不减

主要发现是，在深部脑刺激开启时，心理旋转的正确率有所提高。跨越所有旋转角度和题目类型，开启刺激时的错误率低于关闭刺激时，而这一益处在最难的试题（即旋转180度、最容易混淆的形状）中最为明显。值得注意的是，反应时间基本保持不变，这得益于固定的反应窗口以及采用标准与贝叶斯统计的后续分析。这一模式表明，患者并非简单以速度换取准确性，而是在刺激开启时确实更擅长形成和比较心智表征。

为何电极在脑内的位置很重要

为理解为何刺激有时有益、有时可能有害，研究团队在脑影像上重建了每位患者的电极位置并估算了受电流影响的组织体积。随后他们检验刺激扩散到亚丘脑核不同亚区是否与心理旋转错误的变化相关。扩散到与情绪相关回路相连的区域（尤以右侧为主）的刺激与较差的表现有关。相反，扩散到更紧密连接运动或一般认知部分的刺激则未表现出这种负面关联。先进的映射与交叉验证程序支持了右侧情绪相关区域在此方面尤为敏感的观点，但由于参与者人数较少，这一结论仍需在更大样本中得到验证。

这对帕金森患者意味着什么

总体来看，该研究表明深部脑刺激不仅能平息震颤；只要电流避开特定的非运动区，它也可能提升依赖于在空间中想象物体的某些心理技能。同时，该研究也提醒我们，运动、思维与情绪的大脑回路紧密交织，电极位置的细微移动即可在益处与副作用之间产生倾斜。对患者与临床医生而言，这强调了在规划与微调刺激时，不仅要关注步行与手部控制，也要重视诸如看地图、驾驶和在拥挤环境中导航等日常认知任务的影响。

引用: Schoenfeld, M.J., Gulberti, A., David, N. et al. Cognitive effects of STN-DBS on mental rotation performance in Parkinson’s disease. Sci Rep 16, 15460 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52880-2

关键词: 帕金森病, 深部脑刺激, 心理旋转, 视空间认知, 亚丘脑核