什么是经颅磁刺激(TMS)的TBS模式?




20世纪80年代以来,经颅磁刺激(TMS)一直被用来研究从大脑到脊髓再到肌肉的运动信息的神经纤维。2004年,中国台湾学者黄英首次提出了θ突发刺激(TBS)模可以针对运动皮层中的特定神经元群,并证明它是安全的。[1] 随后,TBS的临床应用变得越来越广泛并在相关疾病的治疗中发挥了重要作用。

 

定义


通过多年研究,最终确定TBS模式为:350Hz爆发刺激为一丛或簇丛或簇间5Hz的间隔频率刺激,总共600脉冲,刺激强度为80%AMT。当连续刺激时,持续时间为40秒(600个脉冲),称为连续爆发刺激或cTBS该模式刺激会分别在刺激后导致MEP和皮质脊髓活动的LTD样减少持续2060分钟。相反,间歇性爆发刺激iTBS)中连续刺激2s,间歇8s总共600脉冲,用时190s。该模式导致MEP大小和兴奋性的显著LTP样增加,持续20分钟。[2][3]

 

机制


最初的研究涉及测试皮层内的抑制和兴奋性电路以及H反射。低强度的刺激、短潜伏期的刺激效果,以及GABAa诱导的皮层内抑制效果的证明,TBSH反射没有任何影响,表明TBS作用效果皮层的。

根据在细胞水平上描述的突触后可塑性机制,建立了一个解释θ突发刺激的双向效应的原始模型,该模型已被使用NMDA拮抗剂和钙阻断剂的药理学研究所支持。



 

然而,最近的研究表明,除了理论模型中描述的谷氨酰胺能途径外,GABA能回路也参与其中。磁共振光谱显示,GABA,而不是谷氨酰胺,被cTBS显著地改变。此外,已知GABA的释放参与了iTBS诱导的增效,TBS的作用可以通过阻断GABA能受体来调节。另一方面,在动物研究中发现TBS能诱导GABA能间神经元的持久性变化。因此,需要根据这些最新发现对TBS的新的作用机制进行研究。


抑郁症的最新临床应用


抑郁症全世界的发病率逐年递增并成为致残致死的主要原因,一半的抑郁症患者为难治性抑郁症。间歇性θ爆发刺激(iTBS)被美国食品和药物管理局批准用于治疗耐药性抑郁症,但由于疗效不理想和持续时间6周而受到限制。斯坦福加速智能神经调节疗法(SAINT)是一种基于TBS治疗难治性抑郁症的新疗法,最近由斯坦福大学医学院开发并发表在《美国精神病学杂志》。其特点是,在连续5天的时间里,刺激强度为90%的静运动阈值,以每天10次的方式进行50iTBS治疗(每次1800个脉冲,50分钟的间隔)。[4] 研究结果发现,治疗后患者的蒙哥马利-奥斯伯格抑郁症评定量表得分明显下降,且无不良反应。研究发现,该疗法对难治性抑郁症的治疗具有明显的有效性和安全性。SNT是一种高剂量的iTBS方案,在功能连接性引导下的靶向治疗,比假性刺激对治疗性抑郁症更有效。而该团队最近更新了他们的研究结果,一项随机双盲对照试验也证明了该疗法的有效性,接下来他们将进一步比较该疗法与不同疗法的功效差异。[5]





总的来说,θ爆发刺激的开发是为了能够快速诱导大脑皮层区域兴奋性和功能的持久变化。这种技术也面临着在其他形式的非侵入性脑刺激技术中观察到的可重复性挑战。解决这些问题需要对疾病发展过程和刺激技术本身更深刻的探索这将增加新兴技术的临床使用效率。尽管如此,TBS仍然是一种高效和安全的技术,为人类健康和疾病治疗提供了机会。



[1] Huang YZ, Rothwell JC. The effect of short-duration bursts of high-frequency, low-intensity transcranial magnetic stimulation on the human motor cortex. Clin Neurophysiol. 2004;115(5):1069-1075. doi:10.1016/j.clinph.2003.12.026

[2] Rounis E, Huang YZ. Theta burst stimulation in humans: a need for better understanding effects of brain stimulation in health and disease. Exp Brain Res. 2020;238(7-8):1707-1714. doi:10.1007/s00221-020-05880-1

[3]Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 2005;45(2):201-206. doi:10.1016/j.neuron.2004.12.033

[4]Cole EJ, Stimpson KH, Bentzley BS, et al. Stanford Accelerated Intelligent Neuromodulation Therapy for Treatment-Resistant Depression. Am J Psychiatry. 2020;177(8):716-726. doi:10.1176/appi.ajp.2019.19070720

[5]Cole EJ, Phillips AL, Bentzley BS, et al. Stanford Neuromodulation Therapy (SNT): A Double-Blind Randomized Controlled Trial. Am J Psychiatry. 2022;179(2):132-141. doi:10.1176/appi.ajp.2021.20101429



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