Дифференциальные нейронные ответы на ритмические и распределённые протоколы TMS: выводы из спектрального анализа ЭЭГ

Почему важны шаблоны стимуляции мозга

Многие люди с тяжёлой депрессией не получают достаточного облегчения только от препаратов. Повторная транскраниальная магнитная стимуляция (rTMS) даёт новую надежду: с её помощью магнитные импульсы на скальпе подталкивают активность мозга в полезном направлении. Но rTMS можно подавать в различных «ритмах», и пациенты часто хорошо реагируют на один стиль, но не на другой. В этом исследовании поставлен простой, но важный вопрос: действительно ли разные схемы подачи импульсов rTMS по-разному влияют на мозг, и может ли это помочь объяснить, почему у одних людей наблюдается улучшение, а у других — нет?

Два способа «достучаться» до мозга

Исследователи сосредоточились на двух распространённых методах подачи rTMS в переднюю часть мозга, над областью, называемой левым дорсолатеральным префронтальным кортексом — ключевым узлом, связанным с настроением и мышлением. Один метод использовал равномерные, барабанные импульсы с одной скоростью — ритмическую стимуляцию. Другой применял короткие всплески очень быстрых импульсов, сгруппированных в паттерны — распределённую (patterned) стимуляцию. Шестнадцать взрослых с трудноподдающейся лечению депрессией получили десятки коротких серий обоих типов в одной сессии, покрывая широкий диапазон скоростей импульсов. Во время этой «интеррогационной» сессии команда регистрировала электрическую активность по всему скальпу с помощью 64-канальной ЭЭГ-шапочки, чтобы увидеть, как каждый паттерн и скорость импульсов изменяют мозговые ритмы и способы взаимодействия областей друг с другом.

Слышать ритмы мозга

Нейроны естественным образом генерируют повторяющиеся волны, или осцилляции, на разных скоростях, которые связаны с состояниями, такими как сонливость, сфокусированное внимание или эмоциональная обработка. Команда разделила эти ритмы на четыре диапазона от очень медленных до более быстрых (дельта, тета, альфа и бета). Для каждой короткой серии rTMS они сравнивали сигналы ЭЭГ за одну секунду до и одну секунду после стимуляции. С помощью продвинутых математических методов они оценили, где в мозге возникали эти сигналы и насколько сильно целевая префронтальная область влияла примерно на 100 других регионов. Затем использовали статистические модели, которые позволяли отделить общие эффекты стимуляции от различий между отдельными пациентами.

Общие сдвиги и явные контрасты

Оба типа стимуляции — ритмическая и распределённая — вызвали широкие изменения, хотя все импульсы подавались в одну и ту же точку на скальпе. В большинстве условий очень медленные (дельта) и медленные (тета) ритмы уменьшались после стимуляции, тогда как более быстрые бета-ритмы часто усиливались, особенно при распределённых сериях. Однако два стиля были далеко не идентичны. Распределённая стимуляция вызывала наиболее сильные усиления в мощности бета-диапазона и вызывала изменения в конкретных «внутренних» областях, таких как части поясной коры и прецуней, регионы, вовлечённые во внутреннюю фокусировку и внутреннюю ментальную деятельность. Ритмическая стимуляция, особенно на более высоких скоростях, сильнее воздействовала на активность вблизи места стимуляции и по более широким участкам коры. В нескольких случаях точные префронтальные подвРегионы и более глубокие срединные структуры, которые реагировали, явно различались между двумя паттернами.

Перенастройка коммуникационных линий

Помимо локальных изменений мощности, исследование изучало, как стимуляция меняет пути коммуникации. Оба стиля усиливали влияние целевой префронтальной области на орбитофронтальную кору и срединную область, связанную с регуляцией настроения, что указывает на общий путь, через который rTMS может смягчать депрессивные симптомы. Вместе с тем только ритмические импульсы увеличивали связность внутри близлежащих лобных областей, а только распределённые серии снижали связность с левой прецуней и некоторыми зрительными зонами. По мере увеличения скорости ритмических импульсов от медленных к быстрым изменения связности распространялись шире, особенно в ответных диапазонах с более высокой частотой. Иными словами, изменяя скорость и паттерн подачи импульсов, исследователи могли направлять одно и то же префронтальное «рулевое колесо» к разным наборам нисходящих областей.

К более персонализированной стимуляции мозга

Для непосвящённого наблюдателя все сессии rTMS могут выглядеть одинаково: катушка щёлкает над лбом. Эта работа показывает, что под поверхностью разные паттерны и скорости импульсов способны вовлекать частично разные мозговые цепи, даже при целевой стимуляции одной и той же точки. Оба подхода — ритмический и распределённый — по-видимому, способны укреплять полезные фронто-лимбические связи, но при этом формировать отдельные пути через сети, вовлечённые в саморефлексию, внимание и эмоции. Эти механистические отличия могут помогать объяснить, почему один протокол работает для одних пациентов, но не для других. В будущем короткие «интеррогационные» сессии, подобные использованной здесь, могли бы картировать реакцию конкретного мозга на разные настройки rTMS, позволяя клиницистам выбирать паттерн и частоту, которые лучше всего корректируют сетевые дисбалансы этого человека и, в конечном счёте, повышают шансы на выздоровление.

Цитирование: Valles, T.E., Shamas, M., Hawkins, H. et al. Differential neural responses to rhythmic and patterned TMS protocols: Insights from EEG spectral analysis. Neuropsychopharmacol. 51, 813–821 (2026). https://doi.org/10.1038/s41386-025-02306-w

Ключевые слова: транскраниальная магнитная стимуляция, большое депрессивное расстройство, мозговые сети, осцилляции ЭЭГ, нейромодуляция