α波段包括功率譜中最突出的大腦節奏，跨度為7-13赫茲。α振蕩與各種認知活動有關（如感知、注意、工作記憶、長期記憶等）。通常，當大腦皮層開始處理認知任務時，其任務相關區域的α功率會下降，這被解釋為從任務所需的神經機制中撤出抑制信號的結果。相反，當α波段參與處理時，這些區域的α波段不足也可能導致任務表現下降。這些發現表面，α波段的作用是抑制和激活大腦區域，以協調神經處理。
高頻重復經顱磁刺激（rTMS）左側背外側前額葉（DLPFC）的治療方案已經被證明對難治性抑郁癥（MDD）患者有效，并獲得了美國食品藥品監督管理局和歐洲藥品管理局的批準，用于治療難治性抑郁癥。為進一步提高療效，眾多學者深入研究TMS治療MDD的作用機制，發現將TMS刺激與個體的瞬時腦部狀態（即振蕩腦網絡活動）同步，可以實現TMS充分發揮其有效調節腦部網絡的潛力。
振蕩腦網絡活動在MDD的病理生理中起重要作用，而調節神經元網絡中同步電活動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，研究發現抗抑郁藥物治療的有利療效與α功率的降低有關。因此觸發與左DLPFC內源性α振蕩同步的TMS可能會增加皮層興奮性，并降低靜息狀態α功率。該手段將在TMS有效治療MDD的基礎上進一步提高療效。
Part 01/實驗設計
被試
17名產生抗抑郁藥耐藥性的MDD成年患者，符合《精神疾病診斷和統計手冊》第四版（DSM-IV）和漢密爾頓抑郁評定量表（HRSD17）中定義D MDD臨床標準。所有被試在偽隨機控制交叉實驗中接受三種rTMS干預。1：α同步rTMS，即在Hjorth-F5信號的α負峰處施加100Hz的TMS脈沖；2：改良iTBS，即使用100Hz的脈沖串代替常規的50Hz脈沖串；3：Replay，即隨機α相位的控制刺激。
流程
基線測量
在每種治療開始前，進行5分鐘睜眼的靜息狀態腦電圖（EEG）記錄。之后被試處于放松狀態，并注意前方一米處的固定十字。接下來，在EEG同步記錄期間，在L-DLPFC上施加160個120%靜息運動閾值（RMT）的TMS刺激，為限制被試對接下來實驗的預期，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行非言語延遲反應工作記憶任務。
rTMS干預
基線測量后，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，治療時間始終在一天的同一時間進行。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活動的情況下進行的。刺激靶點為L-DLPFC，刺激強度為70%RMT，總共600個脈沖。
后測
在rTMS治療后立即重復靜息態腦電、TMS誘發的腦電反應和工作記憶任務的測量，檢測rTMS誘導的神經生理和行為變化。
Part 02/結果
所有17名被試都完成了實驗的各個方面，沒有發生嚴重的不良事件。通過對F5電極的腦電信號實時分析，瞬時α振蕩的負峰處觸發TMS在15個被試中取得了成功。
通過α同步rTMS調節靜息狀態腦電圖譜功率。
靜息態EEG的聚類統計分析顯示，在α同步rTMS條件下，在11-14 Hz的頻率范圍內，基線測量和治療后的信號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的α功率降低。
TMS誘導振蕩調節。
在所有刺激條件下，TMS誘導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頻響應的變化，且α同步rTMS增加了內側額中心通道上TMS誘導的β振蕩（p=0.013）。
Part 03/結論
1.α同步rTMS降低了左額葉靜息狀態的α功率，這些神經調節效應的相位依賴性與之前關于人類感覺運動皮層的研究結果一致，在振蕩腦網絡活動的不同相位進行刺激會導致TMS對皮質興奮性調節的差異：在μ-α波的負峰處，即在感覺運動皮層處于高興奮性期間，進行TMS刺激會導致運動誘發電位振幅持續增加；而在正峰處，即在低興奮性狀態下，或在隨機相位進行TMS刺激，將不會影響MEP的振幅。該研究的發現擴展了之前的結果，證明了腦振蕩同步rTMS能改變大腦非運動區（即DLPFC）的腦網絡活動，且僅在600次α同步rTMS脈沖后，左額葉和右頂葉靜息狀態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的α功率外，還增加了200-350ms時內側額中心通道上TMS誘導的β振蕩。在M1區，TMS通常會導致刺激靶點和對側感覺運動皮層在200-400ms時出現強烈的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，因為阿普唑侖和地西泮（GABA-A受體的正性調節劑）以及巴氯芬（一種特異性GABA-B受體激動劑）增強了這種晚期TMS誘導的β-去同步化。盡管TMS誘導的內源性振蕩腦活動具有位點特異性，即在不同的腦區（如M1和DLPFC）中顯示出不同的時頻響應模式，但在α同步rTMS條件下，TMS誘導的β振蕩增加可以解釋為GABA能神經傳遞的短暫減少。根據這一概念，動物和人類研究表明，抑制性神經傳遞的調節是rTMS的可能作用機制之一。
以上研究結果說明，針對L-DLPFC 的α同步rTMS 治療是可行、安全的，并且在產生抗抑郁藥耐藥性的MDD患者中具有特異性神經調節效應。α同步rTMS的治療方法相對常規TMS治療和藥物治療具有更強療效，TMS-EEG聯合是MDD治療的新方向。
END
參考文獻：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
