1. 什么是經顱磁刺激(TMS)?
l 定義
經顱磁刺激(TMS)是一種非侵入性的神經調控技術。時變脈沖磁場可以無創地穿透顱骨,作用于中樞神經系統,產生感應電流,引起一系列生理和生化反應,從而影響大腦的代謝和神經元的興奮性,從而改善和治療精神和神經系統疾病。
l 作用機制
高頻刺激可以增加大腦皮層的興奮性,而低頻刺激對神經回路有抑制性控制。高頻經顱磁刺激(>5Hz)通過誘導一種長期電位(LTP)的形式對神經組織產生興奮作用,增加突觸處的效力,這種效力可以持續到治療療程結束后。低頻經顱磁刺激(≤1Hz)通過類似長期抑制(LTD)的機制對神經組織產生抑制作用。
爆發刺激(TBS)是TMS的一種形式,它也能以LTP和LTD機制的方式調節神經功能,其持續時間比rTMS誘導的時間長。TBS使用高頻脈沖(50Hz的3個脈沖),以200毫秒的時間間隔重復。間歇性爆發刺激(iTBS)增加了神經元反應的振幅,提高了人類運動皮層的皮質興奮性,而連續爆發刺激(cTBS)模式則抑制了誘發反應。[1]
2. TMS在精神醫學中的應用
TMS是一種非侵入性腦刺激技術,專門用于檢查和調節人類的神經系統和相關認知和行為功能。作為一種檢查工具,TMS可與腦電圖(TMS-EEG)結合使用,以直接、客觀和無創地闡明特定皮層區域的內在特性,包括興奮、抑制、反應和振蕩活動,而不管參與者的意識努力如何。此外,當應用于重復模式時,TMS已顯示出調節健康個體的大腦網絡,以及改善精神障礙個體的癥狀。因此,TMS在評估和調節精神病人群的神經功能障礙和相關臨床和認知缺陷方面的關鍵作用越來越明顯.[2]
l 檢測
TMS誘發EEG電位(TEP)由特定潛伏期的幾個波峰和波谷組成,在TMS脈沖后持續幾百毫秒(圖1)。在健康個體中,TEP可用于多種目的,包括:1)測量皮層抑制和興奮;2) 評估皮層振蕩活動;3)檢查皮質-皮質連接。

圖 1 經顱磁刺激(TMS)作為檢查和調節人腦回路的工具。TMS范式(單脈沖、成對脈沖、重復TMS)和程序(刺激數量、刺激間期)、目標(探測或調制)和方法(收集TMS誘發EEG電位或TEP)、腦機制(局部和全局活動、興奮、抑制、振蕩活動和連通性),并給出了可測量的TEPs輸出(GMFP、LMFP、TEPs振幅、ERSP、ITC、NF、SCD和SCS)。
TMS已用于確定精神障礙患者的興奮性和抑制性、振蕩活動和皮層區域連通性的功能障礙(圖2)。由于其能夠誘導神經回路活動和連通性的變化,并持續刺激時間,RTM和最近的TBS已越來越多地被用作精神病人群的潛在治療。此外,由于電休克治療(ECT)可以說是對包括精神分裂癥和情緒障礙在內的幾種難治性精神障礙最有效的干預,NIBS技術(如rTMS和TBS)已成為一種有前景的治療選擇,與ECT相比,其需要的刺激強度較小,同時也提供了更多的局部干預,并增加了被刺激神經靶點的特異性,盡管需要對精神病患者進行前瞻性、適當的隨機臨床試驗,以比較這些干預的效果(圖2)。精神分裂癥和情緒障礙患者是使用該技術研究最多的精神障礙。

圖 2 TMS在精神領域中的應用
l 治療
TMS可用于調節神經電路的活動。這通常通過重復刺激范例實現,包括重復經顱磁刺激(rTMS)和θ爆發刺激(TBS)。
TMS已應用于越來越多的精神疾病,作為一種無創技術,研究精神疾病中涉及的潛在神經生物學過程,并作為一種推定治療。經顱磁刺激通過調節選定神經回路中的活動來測試功能性神經成像研究產生的假設的能力是無與倫比的。作為一種在某些情況下可能產生持久效果的集中干預,TMS提供了針對和改善潛在精神障礙回路的希望。這種方法的最終成功取決于我們對這些疾病的神經回路、TMS如何發揮其作用以及如何控制TMS的應用以發揮預期效果的知識。盡管大多數臨床試驗都集中于治療抑郁癥,但精神分裂癥和焦慮癥越來越受到關注。許多這些試驗都支持TMS的顯著效果,但在一些研究中,這種效果很小,而且持續時間很短。該領域當前的挑戰包括確定如何提高TMS在這些疾病中的療效,以及如何識別TMS可能有效的患者.[3]
3. 常見處方


圖 3 精神類疾病常見TMS治療方案
[1] Young NA, Sharma M, Deogaonkar M. Transcranial magnetic stimulation for chronic pain. Neurosurg Clin N Am. 2014;25(4):819-832. doi:10.1016/j.nec.2014.07.007
[2] Ferrarelli F, Phillips ML. Examining and Modulating Neural Circuits in Psychiatric Disorders With Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography: Present Practices and Future Developments. Am J Psychiatry. 2021;178(5):400-413. doi:10.1176/appi.ajp.2020.20071050
[3] Lisanby SH, Kinnunen LH, Crupain MJ. Applications of TMS to therapy in psychiatry. J Clin Neurophysiol. 2002;19(4):344-360. doi:10.1097/00004691-200208000-00007