用于心脑耦合的神经-心脏引导经颅磁刺激的目标特异性与可重复性

透过大脑倾听心跳

抑郁症通常被视为情绪和思维的疾病，但它也影响身体——尤其是心脏。重性抑郁患者常表现为心跳更快、灵活性下降，这与更差的健康预后相关。本研究提出了一个引人注目的问题：一种已用于抑郁症治疗的非侵入性脑刺激方法，是否可以根据心脏的即时反应进行调整和引导，从而在大脑中找到更好、更个性化的刺激位置？

磁脉冲如何与大脑和心脏对话

重复性经颅磁刺激（rTMS）通过在头皮上施加磁脉冲来微调特定脑区的活动。抑郁症的一个主要靶点是左侧背外侧前额叶皮层，这是一个参与认知、情绪以及对身体自动功能调控的区域。该额叶区域与一个更深的区域——皮下扣带前回（subgenual anterior cingulate cortex）相互连接，并通过包括迷走神经在内的神经通路与心脏相连。当该回路被刺激时，心率会短暂减慢然后回到正常——这一效应可能表明“心–脑轴”被成功激活。神经-心脏引导的TMS（NCG-TMS）试图利用这些快速的心率变化作为一种生理学指南，来选择最有效的刺激位点。

健康受试者实验内部

研究者在19名健康成年人身上测试了一种改进的“NCG-TMS 2.0”方案，分三次访问进行。首先，每位受试者接受脑影像扫描以绘制解剖结构并精确定位左侧额叶皮层围绕临床常用F3位置的若干稍有差异的点。在随后的会话中，团队以短脉冲方式施加节律性的10 Hz rTMS，并逐步提高强度，同时记录心电图以追踪逐跳心率变化。他们比较了六个主动额叶靶点与一种模拟条件（程序模拟TMS但未提供有效刺激）。为了捕捉心脏随刺激节律跟随的强度，他们测量了“心–脑耦合”（HBC）——本质上是心率变化与TMS列车开—关模式锁定的强度。

在额叶上寻找最佳位置

通过先进的统计模型，团队考察了HBC如何依赖于刺激位置、强度以及疼痛或肌肉痉挛等副作用。他们发现，这一关系并非简单的“脉冲越强效果越大”。相反，HBC随强度呈非线性变化，并且强烈依赖于线圈放置位置。围绕F3的若干额叶位置显示出明显高于模拟条件的心–脑耦合，且外侧和后位位置的增幅尤其显著。在较高强度下，这些位置产生的心脏反应比模拟或常用的“5厘米规则”靶点大出许多倍。副作用确实有所影响——轻度不适可能增强心脏反应，而较强的副作用往往抑制反应——但副作用并不能完全解释观察到的模式。这支持了这样一种观点：真实的脑–心通讯，而不仅仅是疼痛，推动了所观测到的变化。

随时间的一致性与心率变化方向

要使任何生物标志物在治疗中有用，它必须在各次会话间具有相对稳定性。研究者通过比较三次访问中的心–脑耦合来检验可重复性。大多数额叶靶点表现出相当的变异性，但F3外侧和F3前位点在较高刺激强度以及第二次与第三次访问之间显示出中等到高的一致性。当团队观察变化方向——心率是加快还是减慢时，他们发现各条件下的心率变化都很小（约在每分钟两拍以内）。但有一模式突出：在F3外侧位点的高强度刺激可靠地导致轻度但一致的心率减慢，这与该位置稳健地激活自主神经系统中使人镇静的迷走侧的观点相一致。

这对未来抑郁症治疗意味着什么

对非专业读者来说，主要信息是并非所有“额叶TMS”都是相同的。该研究表明，左侧额头上线圈位置的微小移动和对刺激强度的精细控制，能使心脏产生截然不同的反应。靠近传统F3位置的一个外侧靶点表现出特别有希望的特性：即使在考虑副作用之后，它也能强烈且可靠地将脑刺激与心率减慢联系起来。尽管这些实验在健康志愿者中进行，且未测量长期情绪变化，但它们勾画出一条潜在路线图：通过使用心脏的实时反馈作为生物学指南，临床医生未来可能为每个人微调TMS的靶点和剂量，从而改善那些心–脑通讯失调的抑郁患者的治疗效果。

引用: Feng, ZJ., Martin, S., Numssen, O. et al. Target-Specificity and repeatability in neuro-cardiac-guided TMS for heart-brain coupling. Transl Psychiatry 16, 79 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03879-w

关键词: 经颅磁刺激, 心–脑耦合, 抑郁症治疗, 自主神经系统, 个性化神经调节