1. 什么是經(jīng)顱磁刺激(TMS)?
l 定義
經(jīng)顱磁刺激(TMS)是一種非侵入性的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。時變脈沖磁場可以無創(chuàng)地穿透顱骨,作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),產(chǎn)生感應(yīng)電流,引起一系列生理和生化反應(yīng),從而影響大腦的代謝和神經(jīng)元的興奮性,從而改善和治療精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
l 作用機(jī)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(jīng)回路有抑制性控制。高頻經(jīng)顱磁刺激(>5Hz)通過誘導(dǎo)一種長期電位(LTP)的形式對神經(jīng)組織產(chǎn)生興奮作用,增加突觸處的效力,這種效力可以持續(xù)到治療療程結(jié)束后。低頻經(jīng)顱磁刺激(≤1Hz)通過類似長期抑制(LTD)的機(jī)制對神經(jīng)組織產(chǎn)生抑制作用。
爆發(fā)刺激(TBS)是TMS的一種形式,它也能以LTP和LTD機(jī)制的方式調(diào)節(jié)神經(jīng)功能,其持續(xù)時間比rTMS誘導(dǎo)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(fù)。間歇性爆發(fā)刺激(iTBS)增加了神經(jīng)元反應(yīng)的振幅,提高了人類運(yùn)動皮層的皮質(zhì)興奮性,而連續(xù)爆發(fā)刺激(cTBS)模式則抑制了誘發(fā)反應(yīng)。[1]
2. TMS在精神醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
TMS是一種非侵入性腦刺激技術(shù),專門用于檢查和調(diào)節(jié)人類的神經(jīng)系統(tǒng)和相關(guān)認(rèn)知和行為功能。作為一種檢查工具,TMS可與腦電圖(TMS-EEG)結(jié)合使用,以直接、客觀和無創(chuàng)地闡明特定皮層區(qū)域的內(nèi)在特性,包括興奮、抑制、反應(yīng)和振蕩活動,而不管參與者的意識努力如何。此外,當(dāng)應(yīng)用于重復(fù)模式時,TMS已顯示出調(diào)節(jié)健康個體的大腦網(wǎng)絡(luò),以及改善精神障礙個體的癥狀。因此,TMS在評估和調(diào)節(jié)精神病人群的神經(jīng)功能障礙和相關(guān)臨床和認(rèn)知缺陷方面的關(guān)鍵作用越來越明顯.[2]
l 檢測
TMS誘發(fā)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(xù)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(zhì)-皮質(zhì)連接。
圖 1 經(jīng)顱磁刺激(TMS)作為檢查和調(diào)節(jié)人腦回路的工具。TMS范式(單脈沖、成對脈沖、重復(fù)TMS)和程序(刺激數(shù)量、刺激間期)、目標(biāo)(探測或調(diào)制)和方法(收集TMS誘發(fā)EEG電位或TEP)、腦機(jī)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(qū)域連通性的功能障礙(圖2)。由于其能夠誘導(dǎo)神經(jīng)回路活動和連通性的變化,并持續(xù)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(nèi)的幾種難治性精神障礙最有效的干預(yù),NIBS技術(shù)(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(qiáng)度較小,同時也提供了更多的局部干預(yù),并增加了被刺激神經(jīng)靶點(diǎn)的特異性,盡管需要對精神病患者進(jìn)行前瞻性、適當(dāng)?shù)碾S機(jī)臨床試驗(yàn),以比較這些干預(yù)的效果(圖2)。精神分裂癥和情緒障礙患者是使用該技術(shù)研究最多的精神障礙。
圖 2 TMS在精神領(lǐng)域中的應(yīng)用
l 治療
TMS可用于調(diào)節(jié)神經(jīng)電路的活動。這通常通過重復(fù)刺激范例實(shí)現(xiàn),包括重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)和θ爆發(fā)刺激(TBS)。
TMS已應(yīng)用于越來越多的精神疾病,作為一種無創(chuàng)技術(shù),研究精神疾病中涉及的潛在神經(jīng)生物學(xué)過程,并作為一種推定治療。經(jīng)顱磁刺激通過調(diào)節(jié)選定神經(jīng)回路中的活動來測試功能性神經(jīng)成像研究產(chǎn)生的假設(shè)的能力是無與倫比的。作為一種在某些情況下可能產(chǎn)生持久效果的集中干預(yù),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(jīng)回路、TMS如何發(fā)揮其作用以及如何控制TMS的應(yīng)用以發(fā)揮預(yù)期效果的知識。盡管大多數(shù)臨床試驗(yàn)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(guān)注。許多這些試驗(yàn)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(xù)時間很短。該領(lǐng)域當(dāng)前的挑戰(zhàn)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