《Frontiers in Behavioral Neuroscience》：Effects of transcranial magnetic stimulation on spatial memory: a systematic review across animal and human studies
编辑推荐：
引言：空间记忆依赖于分布式的海马-皮层网络（hippocampal–cortical networks），这些网络对兴奋性、连接性和突触可塑性的调节高度敏感。经颅磁刺激（TMS）已成为实验性探索和治疗性调节这些网络的有前途的工具，尽管其对空间记忆的影响仍存在异
引言：空间记忆依赖于分布式的海马-皮层网络（hippocampal–cortical networks），这些网络对兴奋性、连接性和突触可塑性的调节高度敏感。经颅磁刺激（TMS）已成为实验性探索和治疗性调节这些网络的有前途的工具，尽管其对空间记忆的影响仍存在异质性。方法：研究人员进行了一项PRISMA指导的系统综述，综合了来自啮齿动物和人类研究的证据，检查TMS对空间记忆的影响。通过搜索Scopus、Web of Science和PubMed，共纳入35项研究（23项动物，12项人类），涵盖广泛的刺激方案、行为范式和神经生理学结果。结果：在动物模型中，TMS在病理条件下（包括神经退行性、血管性、应激相关和损伤模型）一致地改善了空间学习和记忆。这些效应与汇聚的机制相关，包括恢复海马长时程增强（LTP）、调节神经营养信号、减少凋亡和神经炎症、增强突触可塑性以及恢复海马网络功能。相比之下，健康动物的发现是混合的，并强烈依赖于刺激参数。人类的发现同样多变。在一些临床人群中观察到改善，而健康个体的结果不一致且依赖于任务。神经生理学证据表明振荡活动和海马-皮层连接性受到调节，尽管这些变化并不总是转化为可测量的行为效应。讨论：总体而言，TMS对空间记忆的影响似乎强烈依赖于状态，反映了刺激参数与潜在回路完整性之间的相互作用。未来的研究应优先考虑整合行为学和神经生理学测量的多模式方法，特别是在临床人群中，以提高机制理解和转化应用性。系统综述注册：https://osf.io/，标识符10.17605/OSF.IO/32VWN。
**2 Methods**
**2.1 Search strategy**
搜索策略遵循PRISMA 2020指南，在Scopus、Web of Science和PubMed数据库中进行，无日期限制，使用布尔组合（“transcranial magnetic stimulation” OR “repetitive transcranial magnetic stimulation” OR “TMS” OR “theta burst stimulation”） AND （“spatial memory” OR “spatial working memory” OR “spatial short-term memory” OR “spatial long-term memory” OR “spatial recovery” OR “spatial recall”） NOT (“review”）。
**2.2 Selection criteria**
纳入标准包括：原始同行评审实验研究；TMS任何协议（单脉冲、成对脉冲、重复TMS（rTMS）或模式化协议如theta爆发刺激（TBS），包括间断TBS（iTBS）或连续TBS（cTBS））；人类研究涉及健康或临床人群；啮齿动物研究使用健康或病理模型；评估空间记忆。排除标准包括：非实证或非原始出版物；仅体外、计算或技术模拟；仅评估一般记忆、运动结果、执行功能或其他非空间认知领域；定性或描述性研究；非英文文章。
**2.3 Screening for inclusion and study selection**
初始搜索共获得884条记录，去重后为583条。两名独立评审员进行标题和摘要筛选，92篇进入全文审查。最终纳入35项研究（23项动物，12项人类）。
**2.4 Quality assessment and risk of bias**
使用SYRCLE偏倚风险工具评估动物研究，使用JBI关键评估清单评估人类研究。动物研究整体方法学质量可接受，但偏倚风险不明确；人类研究显示中低偏倚风险。
**3 Results**
**3.1 Sample characteristics and experimental designs**
**3.1.1 Animal studies**
23项动物研究包括健康模型和病理模型（阿尔茨海默病、血管性痴呆、中风、脑损伤、应激、抑郁、睡眠剥夺等）。大多数为雄性（95.7%），仅一项研究包含两性。多数为年轻成年动物，年龄约7周至15个月。实验设计多包含基线对照或假刺激组。
**3.1.2 Human studies**
12项人类研究中，8项为健康参与者，4项为临床人群（难治性重度抑郁症、精神分裂症、精神病风险/首发精神分裂症、阿尔茨海默病）。所有研究均包含男女参与者，年龄范围从青少年到老年。
**3.2 Stimulation protocols and parameters**
**3.2.1 Animal studies**
主要使用rTMS（95.6%），一项使用cTBS。脉冲数每会话5至72,000个，频率0.5至100 Hz，治疗天数1至21天。多数为每日一次，14天疗程。线圈位置多为弥散性颅骨刺激（78.3%），少数靶向皮层（如额叶、顶叶）。线圈类型包括蝶形（47.8%）和圆形（43.5%）。多数研究在清醒约束下进行。
**3.2.2 Human studies**
rTMS和TBS（iTBS/cTBS）均使用。脉冲数每会话600至2,200个，高频率（≥10 Hz）为主。靶点包括背外侧前额叶皮层（DLPFC）、后顶叶皮层、小脑、楔前叶等。主要使用8字形线圈（83.3%）。多数为单次会话设计，总干预持续时间1至10天。
**3.3 Effects on memory outcomes**
**3.3.1 Animal studies**
病理模型中，TMS一致改善空间学习和记忆（如阿尔茨海默病、血管性痴呆、中风、脑损伤、应激、抑郁、睡眠剥夺模型）。健康动物中结果混合：部分研究显示改善，部分显示损伤或无显著变化，取决于刺激参数（如频率、强度）。
**3.3.2 Human studies**
临床人群中，部分研究显示改善（难治性抑郁症、精神分裂症、精神病风险），但阿尔茨海默病研究无改善。健康个体中结果不一致：部分研究显示改善，部分显示损伤或无显著变化，与任务类型和刺激参数相关。
**3.4 Brain and neurophysiological outcomes**
**3.4.1 Animal studies**
21项研究包括脑测量，主要关注海马。在阿尔茨海默病模型中，TMS恢复海马LTP，减少Aβ负荷，调节凋亡相关蛋白（Bax、Bcl-2）和神经营养因子（BDNF、NGF）。在血管性痴呆模型中，恢复CA3-CA1 LTP，上调NMDA受体亚基和BDNF。在中风和脑损伤模型中，促进突触再生、神经发生，减少神经炎症（如NLRP3炎症小体抑制）。在健康动物中，调节突触可塑性和网络活动，但有时无行为伴随变化。
**3.4.2 Human studies**
仅4项研究包括神经生理学测量（EEG/fMRI）。TMS调节顶叶α振荡功率和对侧延迟活动振幅，减少θ-α振荡和晚期正电位，增加前额叶皮质兴奋性，并改变海马网络功能连接。这些变化并非总伴随行为改善。
**4 Discussion**
**4.1 Effects of TMS on spatial memory in health**
在健康参与者中，TMS作为实验工具，结果高度变异，取决于刺激参数、任务需求（如空间跨度、对象-位置关联）和受试者年龄。频率与强度交互作用，简单频率分类（低频抑制、高频兴奋）不足以解释行为结果。状态依赖性和网络层面机制是关键。
**4.2 Effects of TMS on spatial memory in pathological conditions**
在病理条件下，TMS更一致地改善空间记忆，通过恢复海马可塑性、神经营养信号（BDNF-TrkB）、减少凋亡和神经炎症、促进神经再生等机制。状态依赖性机制解释：在紊乱系统中，TMS可正常化网络活动，而在健康系统中可能产生可变效应。临床研究神经生理学证据有限，机制推断主要依赖动物研究。
**5 Conclusion**
TMS可调节空间记忆及其神经基础，但效果高度状态依赖，受刺激参数、任务和系统状态影响。动物研究侧重机制（突触可塑性、神经营养、炎症），人类研究侧重行为。未来需多模式方法（结合行为和神经生理学）、个体化刺激靶向（如功能连接指导）以及组合干预（结合认知训练或药物）。
