综述：针对大脑网络：多部位经颅磁刺激（TMS）技术的综述与应用

《Brain-Apparatus Communication: A Journal of Bacomics》：Targeting brain networks: a review of multi-site TMS techniques and applications

经颅磁刺激（TMS）从单脑区刺激发展为多脑区协同调控的网络级神经调制药理，主要形成三种模式：序列式（分步激活不同脑区）、双站点（毫秒级精确时序刺激）、多重定位（电子同步调控多个位点）。其优势在于可协同干预分布式脑网络异常，在抑郁症、阿尔茨海默病、卒中康复等疾病中展现潜力，但存在参数标准化困难、个体差异大、设备复杂度高的问题，需结合神经影像和计算模型实现个性化优化。

　　近年来，脑科学研究逐步从关注单一脑区的功能与病变，转向理解大脑作为一个复杂网络系统的运作机制。这种转变不仅深化了我们对神经网络动态的科学认知，也为治疗多种神经精神疾病和神经系统障碍提供了新的视角。其中，经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）作为一种非侵入性脑刺激技术，其应用也经历了从单一靶点刺激到多靶点协同刺激的演变。多靶点TMS的出现标志着神经调控技术的一次重要突破，它不仅能够更精准地干预大脑功能，还为实现个性化治疗方案提供了可能性。

TMS的基本原理是通过电磁感应，利用线圈产生的快速变化的磁场在大脑皮层中诱导电流，从而改变神经元的活动状态。传统的TMS主要用于评估或调节特定脑区的兴奋性，例如通过单脉冲TMS检测运动皮层的兴奋性，或者通过重复TMS（rTMS）诱导长期的神经可塑性变化。然而，随着对大脑网络功能的深入认识，研究者开始探索如何通过多靶点TMS来影响多个脑区之间的交互，进而调控整个神经网络的活动模式。这种从局部到全局的转变，使TMS的应用范围从单纯的生理学研究扩展到临床治疗领域，特别是在抑郁症、阿尔茨海默病、中风后认知障碍等疾病中显示出潜在价值。

多靶点TMS主要包括三种主要形式：顺序多靶点TMS、双靶点TMS以及多节点TMS。顺序多靶点TMS是指在同一治疗过程中依次刺激多个脑区，通常使用单一线圈，通过手动调整位置来实现对不同靶点的刺激。这种方法的优势在于其操作简便、成本较低，适用于临床环境中的广泛应用。在抑郁症的治疗中，双侧前额叶皮层（DLPFC）的顺序刺激成为一种常见策略，通过先抑制右侧再激活左侧，以恢复前额叶皮层的平衡状态。然而，这种方法的疗效尚存争议，部分研究未能证实其相对于单侧刺激或安慰剂组的优越性，因此需要进一步研究刺激参数的优化以及患者亚型的识别。

双靶点TMS则更强调时间上的协调性，通常使用两个线圈分别刺激两个相邻或功能连接的脑区，刺激间隔通常在几毫秒范围内。这种技术的核心在于利用突触可塑性中的“时间依赖性可塑性”（Spike-Timing-Dependent Plasticity, STDP）原理，通过调整刺激顺序和时间间隔，可以增强或减弱两个脑区之间的连接。例如，在运动系统研究中，双靶点TMS被广泛用于探讨皮层运动区（M1）与背侧前运动区（PMd）或辅助运动区（SMA）之间的相互作用。研究表明，当PMd或SMA的刺激先于M1时，可以增强运动诱发电位（MEP）的幅度，而反过来则可能降低其强度，这种现象与长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）机制密切相关。此外，双靶点TMS还被用于研究大脑半球之间的抑制作用（Interhemispheric Inhibition, IHI），揭示了刺激顺序、线圈方向以及行为状态对神经网络动态的深远影响。

多节点TMS（也被称为“多位置TMS”）则代表了TMS技术的最新进展。它通过电子控制的多线圈阵列实现对多个脑区的同时或紧密时序刺激，从而在毫秒级的时间精度上调控广泛分布的神经网络。与顺序或双靶点TMS相比，多节点TMS提供了更高的时空分辨率，使得刺激能够更精确地针对特定神经网络中的多个节点。例如，在运动皮层中，多节点TMS可以实现对多个运动相关区域的同步刺激，以更全面地研究其相互作用。此外，多节点TMS还支持基于实时生理信号的闭环调控，这种技术可以动态调整刺激位置、方向和时间，以更好地适应个体差异并提高干预效果。

然而，尽管多靶点TMS在理论上和应用上都展现出巨大的潜力，其发展仍面临诸多挑战。首先，刺激参数的不一致性是限制其可重复性和跨研究比较的重要因素。不同研究中刺激顺序、间隔时间、线圈方向和刺激强度的差异，使得结果难以统一。其次，个体之间的脑结构和功能差异也增加了多靶点TMS的复杂性。例如，某些患者可能对特定刺激模式更敏感，而另一些患者则可能表现出不同的反应，这种个体差异需要通过个性化的方案来加以克服。此外，多靶点TMS的实施依赖于先进的硬件设备，如多线圈系统和精确的同步装置，这在一定程度上限制了其在临床中的普及。因此，未来的研究方向应聚焦于标准化参数设置、建立统一的计算模型以及开发更精确的个体化方案。

多靶点TMS的应用不仅限于治疗，还为探索大脑网络的动态特性提供了新的工具。例如，在基础神经科学研究中，多靶点TMS被用于揭示不同脑区之间的因果关系，特别是在面部表情处理、语言网络功能以及情绪调控等复杂认知过程中。这些研究有助于更深入地理解大脑网络如何协同工作以支持特定的功能，并为干预策略的制定提供依据。同时，多靶点TMS在临床中的应用也逐步拓展，如在帕金森病、精神分裂症、中风康复以及焦虑症等疾病的治疗中，显示出一定的效果。不过，目前仍需要更多的临床试验来验证其疗效，并优化刺激参数以提高治疗的精准性和有效性。

随着对大脑网络机制的不断深入，多靶点TMS正逐步成为神经调控领域的重要工具。它不仅能够更全面地影响神经网络的活动，还为实现个性化治疗提供了可能。然而，这一技术的推广和应用仍需克服一系列技术与方法学上的障碍。例如，如何在不增加设备复杂度的前提下提高刺激的精确性，如何在临床实践中有效整合多靶点TMS与神经影像技术，以及如何建立统一的计算模型来指导刺激方案的设计，都是未来需要重点研究的问题。

总体而言，多靶点TMS代表了神经调控技术的一个重要发展方向。它不仅拓宽了TMS的应用范围，也为理解大脑网络的复杂性提供了新的视角。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，多靶点TMS有望在基础研究和临床治疗中发挥更大的作用，成为精准神经调控的重要手段。通过结合个体化的数据驱动方法和统一的理论框架，多靶点TMS的潜力将进一步被挖掘，从而为改善神经精神疾病的治疗效果提供新的可能性。