經(jīng)顱磁刺激(TMS)技術(shù)，利用時變的脈沖磁場能穿透顱骨在大腦神經(jīng)元細胞中形成感應(yīng)電場，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流作用于神經(jīng)系統(tǒng)，引起一系列生理生化反應(yīng)，從而影響腦內(nèi)代謝和神經(jīng)元興奮性改變，達到改善及治療精神和神經(jīng)疾病的作用。

經(jīng)顱磁刺激的技術(shù)原理

電磁感應(yīng)與電磁轉(zhuǎn)換是經(jīng)顱磁刺激的基本原理，TMS 刺激線圈內(nèi)通過的脈沖電流產(chǎn)生強大瞬變的磁場，變化的磁場在附近的導(dǎo)體，包括人體組織、大腦神經(jīng)元在內(nèi)，誘導(dǎo)出感應(yīng)電場，繼而產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場刺激的生物效應(yīng)都是由這種感應(yīng)電場與感應(yīng)電流對神經(jīng)的刺激作用產(chǎn)生的。

經(jīng)顱磁刺激的基本電路

TMS設(shè)備最基本的簡化電路由主電路和刺激線圈組成，主電路由充電電路、儲能電容、脈沖整形電路以及可控硅開關(guān)幾部分構(gòu)成。

如果接通脈沖整形電路的開關(guān)，使電容方向電壓被二極管D1鉗位，刺激線圈只流過單相電流，如果斷開開關(guān)，LC振蕩電路的反向電流可通過D2流向刺激線圈，使刺激線圈有雙相輸出。

經(jīng)顱磁刺激的工作原理

磁刺激所需的能量是由高壓電源經(jīng)整流后對儲能電容器進行充電，充電電壓從零到數(shù)千伏,可以調(diào)節(jié),儲能電容上的電壓高低決定刺激線圈流過電流的大小和刺激強度。

經(jīng)顱磁刺激的作用機制

TMS是一種無創(chuàng)性刺激神經(jīng)的外因，必須通過大腦皮層神經(jīng)元的內(nèi)因而起作用。普遍認為TMS的作用機制是影響神經(jīng)系統(tǒng)對信息的處理過程，包括神經(jīng)元突觸的興奮、突觸的抑制和突觸的可塑性。從動物實驗和臨床應(yīng)用的30多年來，TMS目前達成的共識是：高頻刺激可以在皮質(zhì)引起長時程增強（LTP）樣的神經(jīng)興奮性增高，低頻刺激引起長時程抑制（LTD）樣的興奮性降低。

神經(jīng)調(diào)制機制

利用 TMS 人為 干預(yù)，直接改變突觸連接強度，雙向調(diào)節(jié)神經(jīng)功能 的長時程增強（long-term potentiation，LTP）或長時程抑制（long-term depression，LTD）；從分子水平、突觸水平，細胞水平、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水平甚至大腦控制的行為學(xué)水平發(fā)揮神經(jīng)可塑性調(diào)節(jié)。

多種機制相互作用

通過與 PET、MRI、腦電圖 （electroencephalogram，EEG）的聯(lián)合使用，發(fā)現(xiàn) TMS 不僅有局部皮質(zhì)的刺激作用，而且通過刺激區(qū)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接有遠程作用，引起神經(jīng)遞質(zhì)、激素、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、血流量及代謝的變化，腦電波基礎(chǔ)活動頻率、共振頻率的變化，通過多種機制調(diào)制大腦功能。

[1] 竇祖林. 經(jīng)顱磁刺激技術(shù)基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用[M]. 人民衛(wèi)生出版社, 2012.

[2] 王學(xué)義, 陸林. 經(jīng)顱磁刺激與神經(jīng)精神疾病[M]. 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社, 2014.