2025年7月10日，北京天坛医院功能神经外科张建国教授团队在《npj Parkinson’s Disease》在线发表题为“Theta-frequency subthalamic stimulation enhances conflict resolution in Parkinson’s disease patients with freezing of gait through frontal cortex modulation”的研究论文。该研究开发了一种更加敏感的认知冲突加工任务（改进Flanker任务，Modified Flanker Task, MFT），首次明确了PD-FOG患者认知冲突缺陷的神经机制，并证实theta频率（5 Hz）STN-DBS可特异性调控前额叶认知网络，从而显著改善患者的认知功能缺陷。该研究为PD-FOG认知障碍的精准干预提供了新思路与机制依据。北京天坛医院神经外科学中心解虎涛博士后为本研究第一作者，张建国教授、姜胤副研究员、张泉医师为共同通讯作者，北京天坛医院神经外科学中心与北京市神经外科研究所联合完成。
引 言
冻结步态（Freezing of Gait, FOG）是帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）患者常见的严重运动障碍之一，表现为步态突然短暂停顿，极大增加了患者跌倒风险，严重降低患者生活质量。越来越多的研究提示，FOG的发生不仅与运动功能损害有关，还伴随明显的认知控制缺陷，尤其以认知冲突加工能力下降最为显著。然而，目前FOG患者认知冲突缺陷背后的具体神经机制尚不明确。同时，临床主流治疗手段（如药物治疗和传统高频脑深部电刺激DBS）虽然对PD的运动症状疗效明确，但对FOG及其相关认知障碍的疗效仍不理想。因此，明确FOG患者认知冲突缺陷的神经基础并开发相应的精准治疗策略，成为当前亟待解决的重要科学问题。
主要研究结果
研究设计与创新方法
本研究包含三个子实验，分别聚焦于（1）PD-FOG患者冲突加工缺陷的敏感检测，（2）冲突加工相关神经网络机制的fMRI揭示，以及（3）频率特异性STN-DBS对认知功能和脑网络的调控作用。
实验一：开发PD-FOG敏感的认知冲突任务
研究团队在传统Flanker任务基础上开发了改进Flanker任务（MFT），引入500毫秒延迟，有效降低任务冲突显著性。研究发现，与传统任务相比，改进任务能够更敏感地识别PD-FOG患者与非冻结患者及健康对照在冲突加工能力上的显著差异，为深入探索认知缺陷的神经机制提供了可靠的行为工具（图1）。
图1.传统与改进Flanker任务的行为表现（实验一）
实验二：明确PD-FOG认知冲突缺陷的神经机制
利用功能磁共振成像（fMRI）发现，PD-FOG患者在进行认知冲突任务时表现出明显增强的前额叶激活，特别是背侧前扣带回皮层（dACC）、辅助运动区前区（pre-SMA）和背外侧前额叶皮层（dlPFC）（图2）。这些脑区的激活水平与认知冲突成本及FOG严重程度显著相关，提示前额叶功能障碍可能构成认知冲突缺陷的神经基础（图3）。
图2.MFT冲突效应对应的全脑激活模式（实验二）
图3.fMRI激活的组间差异与行为学表现的相关分析（实验2）
实验三：Theta频段STN-DBS对PD-FOG认知功能和脑网络的调控作用
进一步在18例接受STN-DBS治疗的PD-FOG患者中，研究发现，与传统高频刺激（130 Hz）相比，theta频率刺激（5 Hz）能显著提高患者的认知冲突加工能力，并通过激活前额叶-顶叶网络发挥作用（图4），表明基于theta频段的脑深部电刺激对改善认知功能具有明显的优势。
图4.不同频率STN-DBS对认知与运动网络激活的差异及行为学效应（实验3）
结论与启发
本研究首次提出MFT为PD-FOG认知障碍的敏感检测工具，系统揭示了冲突加工障碍的前额叶-扣带网络机制，并成功验证了利用特定刺激频率精准调控认知网络的有效性和可行性。研究结果提示，通过选择适当的刺激频率，能够精确调控与认知相关的神经网络，从而改善PD-FOG患者的认知障碍。未来研究应进一步探索基于STN不同功能亚区同时采用不同频率的“双频”或“闭环”DBS策略，以实现运动和认知症状的精准联合调控，提高PD-FOG患者的综合治疗效果。
第一作者简介
解虎涛 医学博士/博士后
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科
● 主要从事脑深部电刺激（DBS）治疗运动障碍性疾病的临床及机制研究
● 主持国家自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金项目各1项，参与国家重点研发计划专项2项，及国家自然科学基金面上项目1项
● 近5年累计发表SCI论文26篇，其中以第一/共一作者8篇；中文核心期刊4篇，第一作者2篇；授权专利2项
通讯作者简介
张建国 教授
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科
● 教授，主任医师，博士生导师
● 首都医科大学附属北京天坛医院神经外科学中心副主任兼功能神经外科主任
● 北京市神经外科研究所功能神经外科研究室主任、神经电刺激研究与治疗北京市重点实验室主任
● 首都医科大学运动障碍性疾病诊疗与研究中心主任、神经调控技术国家工程研究中心副主任
● 享受国务院政府特殊津贴、北京学者、北京市有突出贡献专家
● 兼任中国医师协会神经外科医师分会常务委员兼总干事、中国医师协会神经调控专业委员会主任委员、中国抗癫痫协会（CAAE）副会长、中华医学会神经外科学分会神经生理监测学组主任委员、北京医学会帕金森病与运动障碍分会副主任委员、北京医学会神经外科分会副主任委员、中国神经调控联盟理事长、世界立体定向和功能神经外科学会（WSSFN）常务理事、亚洲癫痫外科协会常务理事等。
● 专注脑功能性疾病30余年，率先应用脑起搏器治疗帕金森病，开启了神经调控治疗脑功能性疾病的序幕，建立首个国家级神经调控多学科诊疗体系和平台，组建中国神经调控联盟，主持推动脑起搏器国产化的临床验证，为我国有源性植入脑起搏器的研发和临床推广做出了突出贡献
● 主持科技部、国自然重点及省部级课题20余项，近5年在《JAMA Neurology》《Nature Communications》《JNNP》《Brain》等国际期刊发表相关研究成果150余篇
● 主编和编译论著8部，主持撰写临床诊疗指南及专家共识8项，其中1部被纳入国际指南规范
● 2018年获“国家科技进步一等奖”，2021年获“华夏医学科技奖一等奖”，2021年当选“北京学者”等
姜胤 副研究员/副教授
北京市神经外科研究所
● 副研究员/副教授，博士生导师
● 首都医科大学青年学者
● 从事神经调控的临床及基础研究，应用神经电生理、影像等技术研究帕金森病、阿尔茨海默病、癫痫等神经系统疾病的异常脑网络机制及调控策略
● 主持国家自然科学基金面上项目等课题5项；以第一或通讯作者在Brain、Translational Neurodegeneration、Epilepsia等杂志发表多篇论文；以编者、编写秘书身份参编著作2部；获2021华夏医学科技奖一等奖、2024中华医学科技奖三等奖
张泉 医师
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科
● 医学博士，博士后
● 从事功能神经外科临床及科研工作多年，主攻脑功能性疾病的DBS治疗和机制研究
● 主持国家自然科学基金青年项目一项，参与多项国家级课题，发表SCI论文20余篇，获得专利7项
● 第五届心驰神往DBS病例大赛冠军，第九届美敦力DBS病例大赛季军
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