α波段包括功率譜中最突出的大腦節(jié)奏，跨度為7-13赫茲。α振蕩與各種認(rèn)知活動(dòng)有關(guān)（如感知、注意、工作記憶、長(zhǎng)期記憶等）。通常，當(dāng)大腦皮層開始處理認(rèn)知任務(wù)時(shí)，其任務(wù)相關(guān)區(qū)域的α功率會(huì)下降，這被解釋為從任務(wù)所需的神經(jīng)機(jī)制中撤出抑制信號(hào)的結(jié)果。相反，當(dāng)α波段參與處理時(shí)，這些區(qū)域的α波段不足也可能導(dǎo)致任務(wù)表現(xiàn)下降。這些發(fā)現(xiàn)表面，α波段的作用是抑制和激活大腦區(qū)域，以協(xié)調(diào)神經(jīng)處理。
高頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）左側(cè)背外側(cè)前額葉（DLPFC）的治療方案已經(jīng)被證明對(duì)難治性抑郁癥（MDD）患者有效，并獲得了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲藥品管理局的批準(zhǔn)，用于治療難治性抑郁癥。為進(jìn)一步提高療效，眾多學(xué)者深入研究TMS治療MDD的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)將TMS刺激與個(gè)體的瞬時(shí)腦部狀態(tài)（即振蕩腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)）同步，可以實(shí)現(xiàn)TMS充分發(fā)揮其有效調(diào)節(jié)腦部網(wǎng)絡(luò)的潛力。
振蕩腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)在MDD的病理生理中起重要作用，而調(diào)節(jié)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中同步電活動(dòng)是抗抑郁治療的常見手段。MDD患者的α振蕩功率增加，左額葉α功率與抑郁癥狀呈正相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)抗抑郁藥物治療的有利療效與α功率的降低有關(guān)。因此觸發(fā)與左DLPFC內(nèi)源性α振蕩同步的TMS可能會(huì)增加皮層興奮性，并降低靜息狀態(tài)α功率。該手段將在TMS有效治療MDD的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高療效。
Part 01/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
被試
17名產(chǎn)生抗抑郁藥耐藥性的MDD成年患者，符合《精神疾病診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第四版（DSM-IV）和漢密爾頓抑郁評(píng)定量表（HRSD17）中定義D MDD臨床標(biāo)準(zhǔn)。所有被試在偽隨機(jī)控制交叉實(shí)驗(yàn)中接受三種rTMS干預(yù)。1：α同步rTMS，即在Hjorth-F5信號(hào)的α負(fù)峰處施加100Hz的TMS脈沖；2：改良iTBS，即使用100Hz的脈沖串代替常規(guī)的50Hz脈沖串；3：Replay，即隨機(jī)α相位的控制刺激。
流程
基線測(cè)量
在每種治療開始前，進(jìn)行5分鐘睜眼的靜息狀態(tài)腦電圖（EEG）記錄。之后被試處于放松狀態(tài)，并注意前方一米處的固定十字。接下來(lái)，在EEG同步記錄期間，在L-DLPFC上施加160個(gè)120%靜息運(yùn)動(dòng)閾值（RMT）的TMS刺激，為限制被試對(duì)接下來(lái)實(shí)驗(yàn)的預(yù)期，將刺激間隔定為3 s±0.75 s。此后，被試在情緒分散的情況下進(jìn)行非言語(yǔ)延遲反應(yīng)工作記憶任務(wù)。
rTMS干預(yù)
基線測(cè)量后，被試以1-2-3、1-3-2或2-1-3的順序接受TMS治療，且治療間隔至少1周，治療時(shí)間始終在一天的同一時(shí)間進(jìn)行。所有TMS治療都是在被試睜開眼睛，注視前方的固定十字以抑制枕骨α活動(dòng)的情況下進(jìn)行的。刺激靶點(diǎn)為L(zhǎng)-DLPFC，刺激強(qiáng)度為70%RMT，總共600個(gè)脈沖。
后測(cè)
在rTMS治療后立即重復(fù)靜息態(tài)腦電、TMS誘發(fā)的腦電反應(yīng)和工作記憶任務(wù)的測(cè)量，檢測(cè)rTMS誘導(dǎo)的神經(jīng)生理和行為變化。
Part 02/結(jié)果
所有17名被試都完成了實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面，沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的不良事件。通過(guò)對(duì)F5電極的腦電信號(hào)實(shí)時(shí)分析，瞬時(shí)α振蕩的負(fù)峰處觸發(fā)TMS在15個(gè)被試中取得了成功。
通過(guò)α同步rTMS調(diào)節(jié)靜息狀態(tài)腦電圖譜功率。
靜息態(tài)EEG的聚類統(tǒng)計(jì)分析顯示，在α同步rTMS條件下，在11-14 Hz的頻率范圍內(nèi)，基線測(cè)量和治療后的信號(hào)功率譜之間存在顯著差異。在600次的α同步TMS脈沖后，左額葉和右頂葉靜息狀態(tài)的α功率降低。
TMS誘導(dǎo)振蕩調(diào)節(jié)。
在所有刺激條件下，TMS誘導(dǎo)的振蕩在基線和治療后之間存在顯著差異，具有顯著的通道簇特定模式和時(shí)頻響應(yīng)的變化，且α同步rTMS增加了內(nèi)側(cè)額中心通道上TMS誘導(dǎo)的β振蕩（p=0.013）。
Part 03/結(jié)論
1.α同步rTMS降低了左額葉靜息狀態(tài)的α功率，這些神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)的相位依賴性與之前關(guān)于人類感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的研究結(jié)果一致，在振蕩腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的不同相位進(jìn)行刺激會(huì)導(dǎo)致TMS對(duì)皮質(zhì)興奮性調(diào)節(jié)的差異：在μ-α波的負(fù)峰處，即在感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層處于高興奮性期間，進(jìn)行TMS刺激會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位振幅持續(xù)增加；而在正峰處，即在低興奮性狀態(tài)下，或在隨機(jī)相位進(jìn)行TMS刺激，將不會(huì)影響MEP的振幅。該研究的發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了之前的結(jié)果，證明了腦振蕩同步rTMS能改變大腦非運(yùn)動(dòng)區(qū)（即DLPFC）的腦網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，且僅在600次α同步rTMS脈沖后，左額葉和右頂葉靜息狀態(tài)α功率降低。
2.α同步rTMS除了降低左額葉和右頂葉靜息狀態(tài)的α功率外，還增加了200-350ms時(shí)內(nèi)側(cè)額中心通道上TMS誘導(dǎo)的β振蕩。在M1區(qū)，TMS通常會(huì)導(dǎo)致刺激靶點(diǎn)和對(duì)側(cè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層在200-400ms時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)烈的β-去同步化，這種晚期的β-去同步化很可能與GABA能抑制有關(guān)，因?yàn)榘⑵者騺龊偷匚縻℅ABA-A受體的正性調(diào)節(jié)劑）以及巴氯芬（一種特異性GABA-B受體激動(dòng)劑）增強(qiáng)了這種晚期TMS誘導(dǎo)的β-去同步化。盡管TMS誘導(dǎo)的內(nèi)源性振蕩腦活動(dòng)具有位點(diǎn)特異性，即在不同的腦區(qū)（如M1和DLPFC）中顯示出不同的時(shí)頻響應(yīng)模式，但在α同步rTMS條件下，TMS誘導(dǎo)的β振蕩增加可以解釋為GABA能神經(jīng)傳遞的短暫減少。根據(jù)這一概念，動(dòng)物和人類研究表明，抑制性神經(jīng)傳遞的調(diào)節(jié)是rTMS的可能作用機(jī)制之一。
以上研究結(jié)果說(shuō)明，針對(duì)L-DLPFC 的α同步rTMS 治療是可行、安全的，并且在產(chǎn)生抗抑郁藥耐藥性的MDD患者中具有特異性神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)。α同步rTMS的治療方法相對(duì)常規(guī)TMS治療和藥物治療具有更強(qiáng)療效，TMS-EEG聯(lián)合是MDD治療的新方向。
END
參考文獻(xiàn)：Zrenner, B. , Zrenner, C. , Gordon, P. C. , Belardinelli, P. , & F Müller-Dahlhaus. (2019). Brain oscillation-synchronized stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex in depression using real-time eeg-triggered tms. Brain Stimulation, 13(1).
https://doi.org/10.1016/j.brs.2019.10.007
