对节律性与模式化经颅磁刺激协议的差异性神经反应：来自 EEG 频谱分析的见解

为何脑刺激的模式很重要

许多抑郁症患者仅靠药物无法获得充分缓解。重复经颅磁刺激（rTMS）通过在头皮上施加磁脉冲，引导大脑活动朝有利方向调整，为这些患者带来了新的希望。但 rTMS 可用不同“节奏”施加，患者常对某种方式反应良好而对另一种无效。本研究提出一个简单却重要的问题：不同的 rTMS 脉冲模式是否确实以不同方式驱动大脑，这能否帮助解释为何部分患者改善而其他人没有？

两种刺激大脑的方式

研究者将注意力集中在两种常用的 rTMS 施加方式上，均针对大脑前部的左侧背外侧前额叶皮层，这是情绪与认知的关键枢纽。一种方法使用单一节拍的稳定、类似鼓点的脉冲，称为节律性刺激；另一种使用短促爆发的极快脉冲按模式组合，称为模式化刺激。16 名难治性抑郁成年患者在单次会话中接受了两类多次短列刺激，覆盖广泛的脉冲速度范围。在这次“检测”会话中，团队用 64 通道 EEG 帽记录了全头皮的电活动，以观察每种模式与脉冲速度如何改变脑节律及脑区间的互相交流。

倾听大脑节律

神经元天生以重复的波动或振荡方式放电，不同频率与瞌睡、专注或情绪加工等状态相关。研究团队将这些节律分为四个频段，从非常慢到较快（δ 波、θ 波、α 波 与 β 波）。对于每一列短促 rTMS，他们比较了刺激前一秒与刺激后一秒的 EEG 信号。借助先进的数学工具，他们估算了这些信号在大脑中的来源位置，以及所针对的前额叶区域对约 100 个其他区域的影响强度。随后他们使用统计模型，将刺激的普遍效应与个体间差异区分开来。

共有变化与显著差异

尽管刺激都指向相同的头皮位置，节律性与模式化脉冲都产生了广泛影响。大多数条件下，非常慢（δ）与较慢（θ）节律在刺激后减少，而更快的 β 节律常常上升，模式化列尤其如此。然而，两种方式并不相同。模式化刺激带来了 β 功率最强的提升，并驱动位于扣带回与楔前叶等“内侧”特定区域的变化，这些区域与自我关注和内在思维相关。节律性刺激，尤其是更高频率时，更强烈地影响刺激部位附近的活动以及更广泛皮质区域的动力。在若干情况下，对应的前额叶子区域与更深的中线结构在两种模式下明显不同。

重塑通信线路

除了局部功率变化外，研究还检验了刺激如何改变通信路径。两种方式都增强了所针对前额叶区域对眶额皮质及与情绪调节相关的中线区域的影响，提示存在一条 rTMS 可能缓解抑郁症状的共同通路。然而，仅节律性脉冲增加了附近额叶区域内的连通性，而仅模式化列减少了与左侧楔前叶及某些视觉区域的连通性。随着节律性脉冲从慢到快的加速，连通性变化扩散得更广，尤其体现在更高频响应频带上。简言之，通过调整脉冲的速度与模式，研究者能将同一前额叶“方向盘”引导到不同的一组下游区域。

迈向更个性化的大脑刺激

对外行人来说，所有 rTMS 会话看起来都差不多：一个线圈在额头上发出咔嗒声。但这项工作表明，在表面之下，不同的脉冲模式与速度可以激活部分不同的脑回路，即使目标位置完全相同。节律性与模式化方法都能增强有益的额—边缘连接，但它们也塑造了参与自我反思、注意力与情绪的不同通路。这些机制性差异或可帮助解释为何某一协议对某些患者有效而对另一些无效。未来，像本研究中的短时“检测”会话或可绘制个体大脑对不同 rTMS 设定的反应，从而让临床医生选择最能纠正该人网络失衡的模式与频率，最终提升其康复机会。

引用: 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

关键词: 经颅磁刺激, 重度抑郁障碍, 脑网络, EEG 振荡, 神经调节