英智科技助力“失眠障碍rTMS治疗”的系列研究进展

通过采集并分析失眠患者几分钟的静息态脑电信号，便可实现对患者rTMS治疗效果优劣的预测。西安电子科技大学袁凯课题组、河北医科大学第二医院心身医学科朱一飞主任团队及内蒙古科技大学喻大华课题组，合作开展rTMS干预原发性失眠的脑电研究，近期取得系列研究进展。

脑电alpha相干成功预测rTMS治疗失眠障碍的疗效

失眠障碍是神经系统疾病和认知缺陷的危险因素，并伴随有异常的大脑连接。脑电相干性作为功能连接度的一个重要衡量指标，测量了大脑区域之间振荡的同步程度，可能在一定程度上反映了失眠患者的过度觉醒状态。rTMS被发现可通过调节神经元活动和神经可塑性治疗失眠患者，然而临床效果有很大异质性，因此基于相干性构建rTMS疗效的预测模型具有重要的临床意义。

研究一将失眠患者随机分为真治疗组和假治疗组，使用深圳英智科技有限公司生产的TMS设备，以左侧背外侧前额叶皮层为靶点，接受20次1Hz rTMS治疗。在rTMS前后采集并分析清醒状态的脑电图和临床评估，进行rTMS干预失眠的EEG机制探究。研究二对120名接受了同样真治疗的失眠患者，根据治疗后匹兹堡睡眠质量指数降低率的中位数，分为治疗效果最佳组和欠佳组，并基于基线状态不同频段下EEG相干性建立机器学习模型，以预测rTMS治疗效果。结果显示，rTMS治疗后，失眠患者主观、客观睡眠均得到改善，且θ和α频带的部分导联间EEG相干性降低，θ频段（F7-O1）相干性的变化与睡眠效率的变化相关。此外，基线状态下 θ、α和 β 频段的脑电图相干性显示出了rTMS治疗失眠患者疗效的预测潜力，其中α频段的EEG相干性在分类预测上表现最佳。

在脑疾病中，脑电图测量特别是静息状态功能连接已被证明是一种可靠的诊断工具和分类器。这项研究也支持了脑电图作为rTMS治疗失眠患者的预后工具的作用，探究了EEG相干性相关机制，并识别了rTMS治疗失眠的潜在预测因子。论文发表于2023年Journal of Psychiatric Research (DOI: 10.1016/j.jpsychires.2023.02.005) ，论文第一作者是西电生命学院硕士生张晓姿。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022395623000626

rTMS调制失眠患者额叶theta-gamma相幅耦合特性

"过度警觉"模型表明，失眠患者处于神经生物学和心理学上的过度警觉状态，这体现在清醒和睡眠期间的皮层过度兴奋。皮层过度兴奋会改变神经元的放电模式，表现为异常的神经振荡。以前的EEG研究大多使用频谱特征来描述失眠患者的异常神经振荡，即较高的β和γ功率和较低的δ、θ和α功率。跨频耦合表征的是不同频带脑电信号的幅度/相位之间的关系。其中相-幅耦合（PAC）是目前研究最多的一种跨频耦合，被认为是认知、记忆、信息整合等高级功能的一种潜在机制，可能是描述失眠患者异常的神经振荡和揭示rTMS治疗失眠障碍机制的一个可靠的定量指标。

为验证上述假说，本文招募了失眠患者（随机分为真治疗组和假治疗组），使用深圳英智科技有限公司生产的TMS设备，开展了为期四周的 rTMS治疗（1Hz左侧DLPFC）。在 rTMS治疗前后，对失眠患者进行了行为评估、静息状态脑电图记录和睡眠多导睡眠图记录。研究结果表明，失眠患者组额叶和颞叶的theta-gamma相位-振幅耦合值在基线时比健康对照组弱，而在rTMS治疗后，额叶附近的相位-振幅耦合值明显增强。此外，相位与振幅耦合值的增强与睡眠质量的改善明显相关。

该研究揭示了相位振幅耦合在评估失眠严重程度和 rTMS治疗效果方面的潜力，为失眠的异常生理机制和未来治疗靶点提供了新的见解。论文发表于2023年Human Brain Mapping (DOI: 10.1002/HBM.26264)，第一作者是西电生命学院硕士生郭勇建。

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