通过经颅交变磁刺激在人体诱发的可重复磁感光阈值：一项重复性研究

从无形场中看到闪烁

想象你闭着眼睛坐在完全黑暗中，忽然注意到一丝微弱的闪光，仿佛小星星在眼皮后跳动。没有屏幕、没有灯、没有激光——只是头外的磁场在变化。这些幽灵般的闪光称为感光（phosphenes），不仅仅是好奇现象：它们是科学家判断微弱电场如何影响人体神经系统的最敏感方法之一。本研究检验了一种新型、更舒适的磁刺激方式，并提出一个简单而关键的问题：这些闪光是否以可靠、可重复的方式出现？它们究竟在视觉系统的何处产生？

一种推动大脑的新途径

传统的磁刺激通常使用短促而强劲的脉冲直接刺激脑细胞。本研究考察的技术称为经颅交变磁刺激（transcranial alternating magnetic stimulation），改用温和且有节律的交变磁场。这些磁场在头部诱发极小的电流，不接触皮肤，也避免了通过头皮电极传递电流时常见的刺痛或瘙痒。由于国际电力线和其他低频源的安全规范已基于人们开始看到感光的阈值，这种新方法为研究这些限值提供了更干净的手段，并可探索未来是否能将此类场作为精确工具来探查或调节脑功能。

实验如何进行

研究者招募了62名健康志愿者，将其置于完全黑暗中，闭眼并塞住耳朵。每位被试暴露于平滑振荡的磁场中，频率为三种之一——20、50或60赫兹——同时强度从零逐步增加到此前研究中已知能可靠诱发感光的水平。为确定闪烁在头内的起源位置，团队使用了三种线圈配置：主要瞄准眼睛的（视网膜），包围整个头部的（全局），以及放在后脑视觉皮层上方的（枕部）。每次短时刺激后，参与者仅需按下按钮报告是否看到闪烁，使团队能详尽绘制出随磁场强度变化感光出现概率的曲线。

闪烁揭示了什么

关键发现是，本次重复实验中感光知觉的模式与早先使用相同技术的研究高度一致。当目标为眼睛或整个头部时，随着磁场随时间变化速率的增加，看到闪烁的概率显著上升；而针对后脑的刺激仅产生很弱且不一致的效应。最低阈值——即最高敏感性——出现在20 Hz，这与眼睛中在弱光下工作的杆细胞对时间变化的响应相符。在少数情况下，有参与者报告看到了带颜色的光晕，但大多数描述的是典型的灰白色闪烁斑块。统计比较显示，本次重复研究中的斜率和阈值与原始结果相当吻合，尽管数据由五位不同的实验者收集。

为什么视网膜成为中心

相同的磁场在瞄准视觉皮层时几乎无效，而瞄准眼睛时却能产生强烈闪烁，这一结果强烈支持这些磁诱发感光起源于视网膜。早期详细的计算模型表明，当外部磁场振荡时，在视网膜外层的杆细胞对那里产生的微弱电场尤其敏感。重要的是，视网膜本身是中枢神经系统的一部分，由与大脑相同类型的神经细胞和回路构成。这使得它成为检测微弱场的天然“传感器”，但这一发现也提醒我们：单凭看到感光并不能证明更深层的大脑区域被有效控制。

对安全与未来工具的意义

通过在更多志愿者和多位操作者下重复早期工作，本研究表明使人看到感光所需的低频磁暴露水平高度可重复。这种稳定性加强了将这些阈值作为国际安全标准基石的合理性，以确保日常暴露——如靠近电力线、变压器或新型刺激设备——远低于可能显著影响神经系统的水平。同时，这项工作凸显了经颅交变磁刺激作为一种有前途、舒适且无混杂影响的方式，可用于探测视觉系统以及未来可能的其它脑区对微弱电力作用的反应。未来将此方法与脑电记录和行为测试结合的研究，将有助于确定它能否从对神经反应性的敏感传感器，发展为实用的临床工具。

引用: Fresnel, E., Penault, M., Moulin, M. et al. Reproducible magnetophosphene thresholds induced by transcranial alternating magnetic stimulation in humans: a replication study. Sci Rep 16, 14368 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44440-5

关键词: 磁感光, 视网膜刺激, 低频磁场, 无创脑刺激, tAMS