在卒中的康復(fù)中，施加一定強(qiáng)度和頻率的電刺激是常用的治療手段。而電刺激引發(fā)去極化、動作電位的傳遞、到最終產(chǎn)生相應(yīng)的效果，整個過程涉及多種機(jī)制參與。其中，神經(jīng)信號與血管功能之間的相互作用以及其中的機(jī)制，對于恢復(fù)腦血流灌注，改善疾病轉(zhuǎn)歸都有著重要價值。

肢體電刺激的效應(yīng)

在腦缺血的治療領(lǐng)域，電刺激技術(shù)對于神經(jīng)功能的保護(hù)作用，以及梗死的改善都有一定的效果。為了探明電刺激和血管變化之間的效應(yīng)，通過肢體電刺激技術(shù)來提高梗死區(qū)的血流量一直是缺血性卒中研究的熱門方向。如2019年發(fā)表在Lancet的文章1表明，采用翼腭神經(jīng)節(jié)的電刺激療法，對于急性缺血性卒中的腦血流恢復(fù)、防止梗死灶擴(kuò)大、穩(wěn)定血腦屏障功能有很好的治療效果。

2研究人員將外周肢體電刺激技術(shù)應(yīng)用于缺血性卒中的SD大鼠，并在肢體電刺激后同時監(jiān)測皮層腦電及血流灌注情況，以監(jiān)測神經(jīng)血管耦聯(lián)（neurovascular coupling，NVC）機(jī)制的表現(xiàn)。

肢體電刺激模式及采集模式時間線

備注：藍(lán)色代表皮層腦電記錄及腦皮層血流灌注量記錄；PTI代表光栓法制造缺血性卒中模型；黃色代表電刺激的時間。

在使用該治療方法后，研究人員發(fā)現(xiàn)前肢電刺激后對于缺血區(qū)域周邊的側(cè)支循環(huán)血流灌注情況有明顯改善。其效果要優(yōu)于對于后肢給予電刺激后的效果。

缺血性卒中后，在不同的肢體電刺激模式下通過激光散斑成像設(shè)備獲得的腦血流灌注量彩圖。

備注：在缺血性卒中發(fā)生以后，分別對于前肢和后肢進(jìn)行電刺激，并觀察皮層側(cè)支循環(huán)區(qū)域血流的變化情況。通過灌注量圖像可見前肢電刺激后血流灌注情況的恢復(fù)要明顯優(yōu)于對后肢進(jìn)行電刺激的結(jié)果。

Abbr.S1-somatosensory cortex;S1FL- somatosensory cortex forelimb cortex;S1HL- somatosensory cortex hindlimb cortex;PTI- photothrombotic ischemic;MCA- middle cerebral artery;ACA- arteria cerebri anterior

不同的側(cè)支循環(huán)區(qū)域內(nèi)的灌注量量化數(shù)據(jù)情況。

備注：與血流灌注彩圖對應(yīng)的，不同側(cè)支循環(huán)區(qū)域血流灌注量的恢復(fù)情況?？梢娗爸姶碳ず蟮难鞴嘧⒘繑?shù)據(jù)要明顯高于后肢電刺激后的血流灌注量數(shù)據(jù)。

研究發(fā)現(xiàn)通過電刺激前肢，可以改善缺血性卒中后側(cè)支循環(huán)的血流灌注情況，但這其中的神經(jīng)血管耦聯(lián)機(jī)制仍待探索。

神經(jīng)血管耦連機(jī)制

大腦生理功能的實(shí)現(xiàn)依賴于神經(jīng)活動與血流之間的相互配合,這種機(jī)制稱為神經(jīng)血管耦合（Neurovascular Coupling，NVC）。

盡管大腦本身僅占體重的2％，但腦血流量仍占心輸出量的15％、靜止總耗氧量的20％。因此，腦血流量必須不斷地與當(dāng)前活躍的大腦區(qū)域相匹配。而NVC是負(fù)責(zé)此復(fù)雜操作的機(jī)制，這種機(jī)制對于神經(jīng)元興奮所致的大腦局部血流的分配具有重要意義。

NVC功能的完成需要由血管平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞的參與。腦實(shí)質(zhì)內(nèi)的小動脈主要通過平滑肌細(xì)胞實(shí)現(xiàn)血管的舒縮功能，而毛細(xì)血管的舒縮功能更多依賴于周細(xì)胞。二者被星形膠質(zhì)細(xì)胞終足包裹，且周圍存在豐富的神經(jīng)元突觸。當(dāng)神經(jīng)元活動時，神經(jīng)遞質(zhì)被釋放出來，與星形膠質(zhì)細(xì)胞上的受體結(jié)合，并激活鈣信號，傳遞至終足附近的血管上，激活對應(yīng)的信號通路后，引發(fā)血管活性物質(zhì)的釋放從而引起血管反應(yīng)，這一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)通過協(xié)同或拮抗作用參與基本NVC功能的維持與調(diào)節(jié)。

3依據(jù)不同神經(jīng)支配來源分類的三種不同的腦血流神經(jīng)血管調(diào)控機(jī)制圖片。

如Anna Csiszar?等人通過老年小鼠的觸碰胡須刺激等系列實(shí)驗(yàn)，結(jié)合血流灌注量的情況，得出靶向于線粒體的過氧化氫酶過表達(dá)改善了老年小鼠的神經(jīng)血管耦合反應(yīng)，并改善了行為表現(xiàn)。

在線粒體活性氧的研究方向上與NVC相關(guān)的關(guān)鍵研究機(jī)制。

?NVC中不同類型細(xì)胞的機(jī)制及研究方向，不同的研究靶點(diǎn)所帶來的效應(yīng)都能在血管層面體現(xiàn)。通過對組織血管效應(yīng)的分析，對于完善NVC相關(guān)機(jī)制及效應(yīng)研究有很大幫助。