亚急性腰痛患者前伸任务中的脑电波特征：探索疼痛强度与运动相关神经网络的动态关联

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：The Brain Waves During Reaching Tasks in People With Subacute Low Back Pain: A Cross-Sectional Study

　　本研究针对亚急性腰痛(sLBP)这一关键过渡期神经机制研究空白，通过28导联脑电图(EEG)检测θ、α、β、γ频段振荡活动，首次揭示静息与运动状态下脑活动与疼痛强度的动态关联：静息时中央区α波活动与疼痛强度正相关(r=0.40)，而运动准备(MP)和执行(ME)阶段α/β波功率降幅与疼痛强度呈负相关(r=-0.36至-0.40)，表明疼痛强度通过调节感觉运动网络抑制机制影响运动控制，为sLBP向慢性化转归的神经预测提供新依据。

　　

腰痛如同一个狡猾的隐形访客，不仅让患者坐立难安，更可能长期盘踞不去，最终演变为慢性疼痛。在疼痛的演变历程中，亚急性腰痛(sLBP)如同一个关键十字路口——约半数患者在此阶段走向慢性化，但科学家们对其背后的大脑活动变化却知之甚少。以往研究多聚焦于急性或慢性疼痛，而处于过渡期的亚急性腰痛患者在进行日常动作时，大脑内部究竟上演着怎样的电波交响？这个问题犹如一块缺失的拼图，阻碍着我们全面理解疼痛的神经机制。

为解开这一谜团，来自台湾阳明交通大学与振兴医院的研究团队在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》发表了一项创新研究。他们如同神经系统的侦探，通过脑电图(EEG)这一能够毫秒级捕捉脑电活动的技术，对31名亚急性腰痛患者进行了一场精密的“大脑窥探”。研究特别设计了坐姿前伸任务，模拟日常生活中取物动作，同时记录静息、运动准备(MP)和运动执行(ME)三个状态的脑电波变化。

关键技术方法包括：采用28导联EEG按国际10-20系统布置电极覆盖额叶至顶叶区域；通过独立成分分析(ICA)去除眼动伪影；对θ(4-8 Hz)、α(8-13 Hz)、β(13-30 Hz)、γ(30-50 Hz)频段功率进行快速傅里叶变换(FFT)分析；按脑区划分（前额F、额中央FC、中央C、中央顶叶CP）比较不同任务状态功率差异；采用斯皮尔曼相关性分析疼痛强度与脑电活动关联。

脑电波功率在不同条件下的变化

当参与者从静息状态转入前伸动作时，大脑仿佛被按下“启动键”——所有频段的功率均出现急剧下降(>80%)。这种大幅降低现象在运动准备期和执行期持续存在，表明大脑需要调动大量神经资源来协调运动。特别值得注意的是，感觉运动区域（中央C区和中央顶叶CP区）的α和β波活动降低最为显著，这恰好印证了“去抑制”机制——大脑通过解除特定神经环路的抑制状态来促进运动发起与控制。

疼痛强度与脑电波的相关性

静息状态下，疼痛强度与中央区α波功率呈现正相关(r=0.401, p=0.025)，意味着疼痛越严重的患者，其感觉运动皮层在静息时越处于“闲置”状态。而更关键的发现出现在运动任务中：疼痛强度与α和β波功率变化量呈负相关。具体而言，中央区α波在运动准备期(△α_MP-resting, r=-0.399)和执行期(△α_ME-resting, r=-0.390)的功率降幅随疼痛加重而减小；同样，中央顶叶区β波功率降幅(△β_MP-resting, r=-0.364)也随疼痛增强而减弱。这表明疼痛强度越高，感觉运动网络的去抑制能力越受限。

θ和γ波的异常模式

与健康人群研究相反，sLBP患者在运动任务中表现出θ和γ波功率的降低。这一反常现象提示患者可能在处理需要记忆、空间导航等认知参与的运动任务时存在困难，暗示亚急性腰痛可能已影响认知-运动整合能力。

研究结论强调，亚急性腰痛患者虽保留基本运动相关脑电活动模式，但疼痛强度通过调节感觉运动网络去抑制机制影响运动控制效率。这种神经功能改变可能成为预测疼痛慢性化的重要生物标志。该研究首次绘制了sLBP患者运动过程中脑电动态图谱，为开发针对性的神经调节疗法奠定理论基础，同时也提示临床干预需关注疼痛强度对神经运动整合功能的早期影响。未来研究需结合健康对照组和长期随访，进一步验证这些脑电指标在疼痛转归预测中的价值。