个性化经颅磁刺激调控情绪状态依赖的脑网络活动改变及其在情绪调节中的作用

【字体: 时间:2025年09月03日 来源:Brain Organoid and Systems Neuroscience Journal

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  推荐:本研究通过结合情绪影片诱导、个性化经颅磁刺激(TMS)和功能磁共振成像(fMRI),探索了情绪状态下VLPFC(腹外侧前额叶皮层)刺激对脑网络活动的差异化影响。研究发现TMS在悲伤与中性状态下分别诱发右侧枕上回(ALFF升高)和右侧额中回(ALFF降低)的差异化激活,且神经活动改变与抑郁量表(SDS)评分变化相关。该研究为TMS治疗的"状态依赖性效应"提供了新证据,对优化神经精神疾病干预策略具有重要意义。

  

情绪调控是人类社会互动和心理健康的核心能力,其功能障碍与多种神经精神疾病密切相关。尽管经颅磁刺激(TMS)已成为抑郁症等疾病的重要治疗手段,但疗效的个体差异始终是临床面临的挑战。近年研究发现,大脑在接受刺激时的状态可能直接影响TMS效果——就像同一剂药物在不同生理状态下可能产生不同药效。这种"状态依赖性效应"在运动皮层研究中已被证实:当TMS作用于收缩状态的手部肌肉时,诱发的运动诱发电位(MEPs)显著强于静息状态。然而,在更复杂的情绪调控领域,这种效应是否同样存在?这正是Changyue Hou团队在《Brain Organoid and Systems Neuroscience Journal》发表的研究试图解答的问题。

研究团队创新性地将自然情境下的情绪诱导与精准神经调控相结合。他们采用标准化悲伤影片诱发稳定情绪状态,同时利用基于个体fMRI定位的VLPFC靶点实施连续θ脉冲刺激(cTBS)。这种设计巧妙模拟了临床治疗场景——患者在真实情绪状态下接受干预。通过99名健康受试者的随机对照试验,结合多模态脑成像和行为评估,研究首次系统揭示了情绪状态如何塑造TMS的神经调控效应。

关键技术方法包括:1) 采用情绪面孔匹配任务进行个体化VLPFC靶点定位;2) 五天连续cTBS干预(80%静息运动阈值强度)同步情绪影片观看;3) 静息态fMRI采集ALFF和FC指标;4) 抑郁量表(SDS)等行为评估。所有MRI数据在3.0T扫描仪获取,采用DPARSF软件进行标准化预处理。

研究结果揭示:
3.1 神经活动改变
悲伤组相比中性组表现出独特的脑区激活模式:右侧额中回(MFG)低频振幅(ALFF)显著降低,而右侧枕上回(SOG)ALFF则显著升高。这种分化激活提示情绪状态改变了TMS对前额叶-视觉网络耦合的调控方向。

3.2 △ALFF与功能连接相关性
中性组中,枕上回ALFF变化与基线VLPFC-SOG功能连接强度呈负相关(r=-0.391),而悲伤组无此关联。这种状态特异的神经可塑性模式,为理解TMS网络效应提供了新视角。

3.3 行为学关联
悲伤组内,枕上回ALFF增幅与抑郁评分(SDS)降幅显著负相关(r=-0.526),额中回ALFF变化也呈现类似趋势。这种神经-行为耦合效应,暗示情绪状态可能通过调节TMS的神经响应影响治疗效果。

讨论部分指出,VLPFC刺激通过双重通路产生状态依赖效应:一方面通过前额叶内部环路(与DLPFC的交互)调节认知控制,另一方面通过前额叶-视觉通路影响情绪信息处理。特别值得注意的是,悲伤状态下TMS诱导了与抑郁症状改善相关的枕叶活动改变,这可能是通过增强对情绪刺激的感知调控实现的。研究还发现,基线功能连接只能预测中性状态的神经可塑性,暗示情绪障碍患者的脑网络可能具有不同的响应模式。

该研究的临床意义在于:首次实证了"情绪状态作为TMS疗效调节器"的理论假说,为发展个性化神经调控方案提供了科学依据。未来或可通过情绪状态监测来优化TMS治疗时机,或结合定向情绪诱导来增强干预效果。正如作者Cheng Luo团队强调的,这项研究架起了基础神经科学与临床实践之间的桥梁,为理解大脑状态与外部干预的复杂互动开辟了新途径。

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