基于电场强度的拮抗网络靶向tDCS对脑共激活模式的调控机制：同步tDCS-fMRI研究

本研究通过同步tDCS-fMRI技术，探究了靶向中央执行网络(CEN)和默认模式网络(DMN)的经颅直流电刺激(tDCS)对脑动态共激活模式(CAPs)的影响，发现CEN靶向刺激显著增强DMN主导CAPs的时域指标，且电场强度(EF)在突显网络(SN)中的贡献最大。该研究为神经精神疾病的网络靶向干预提供了新策略，发表于《NeuroImage》。

　　

在神经精神疾病治疗领域，非侵入性脑刺激技术如经颅直流电刺激(tDCS)近年来备受关注。传统tDCS多靶向单一脑区（如左背外侧前额叶），但越来越多的证据表明，大脑是以网络形式运作的，而神经精神疾病往往伴随脑网络功能障碍。中央执行网络(CEN)和默认模式网络(DMN)作为一对拮抗网络，在抑郁症、精神分裂症等疾病中表现出异常活动。然而，如何精准调控这些网络以恢复其动态平衡？网络靶向刺激的效果是否依赖于电场分布？这些问题成为当前研究的瓶颈。

电子科技大学的科研团队在《NeuroImage》发表了一项开创性研究。他们采用同步tDCS-fMRI技术，结合个体化电场模拟和共激活模式分析，首次系统比较了CEN靶向与DMN靶向tDCS对脑动态的影响。研究发现，CEN靶向刺激能显著增加DMN主导CAPs的出现频率、持续时间及转换概率，而DMN靶向刺激效果微弱。更关键的是，突显网络(SN)的电场强度对CAPs调控贡献最大，揭示了"三重网络"（CEN-DMN-SN）的紧密互动关系。这项研究不仅证实了网络靶向tDCS的可行性，还为个体化神经调控提供了电场强度这一量化指标。

研究团队招募143名健康受试者，分为CEN靶向组、DMN靶向组和假刺激组。通过高密度多通道tDCS（双3×1配置）实施网络靶向刺激，同时采集预处理、刺激中和刺激后的fMRI数据。采用SimNIBS软件模拟个体电场分布，基于Schaefer 400脑区模板提取共激活模式，并通过混合线性模型和优势分析探究电场强度与CAPs时域指标的关系。

研究结果

3.1 共激活模式的时域特征
通过k-means聚类识别出6种CAPs，形成三对拮抗模式。CEN靶向刺激使DMN主导的CAP1/5出现频率增加47.3%，而CEN主导的CAP3持续时间减少35.6%。假刺激组无显著变化，表明效应具有特异性。

3.2 个体化电场强度分布
尽管采用相同刺激参数，个体间电场强度差异显著（p<0.001）。CEN靶向组电场最强区域为感觉运动网络、CEN和SN，而DMN靶向组意外在背侧注意网络电场最强，提示靶向精度需优化。

3.3 电场强度与CAPs的关联
优势分析显示，SN电场强度对CAP1出现频率的解释度达28.4%（Δ=0.284），显著高于其他网络。结合基线CAP指标和优势网络电场强度，可预测刺激期间CAPs变化（r=0.73, p<0.001）。

讨论与意义
该研究首次揭示网络靶向tDCS的效果高度依赖电场分布，特别是非靶向网络（如SN）的电场强度。这一发现挑战了传统"靶向即作用"的认知，提出"网络电场权重"新概念。研究局限性包括缺乏神经导航定位和长期效应观察，但创新性地将个体化电场模拟与动态脑活动分析结合，为精神疾病治疗提供了两重启示：其一，CEN靶向刺激可能通过抑制CEN间接调控DMN，这为抑郁症等DMN过度活跃疾病提供干预思路；其二，SN作为关键调控枢纽，其电场敏感性提示未来可开发"SN-CEN-DMN"协同刺激方案。

这项研究标志着神经调控从"区域靶向"迈向"网络-电场"精准干预的新阶段。随着计算模型的发展，结合个体脑网络特征和电场优化的tDCS方案，有望成为神经精神疾病个性化治疗的重要选择。