基于EEG频谱分析的TMS睡眠调控神经生理学评估新范式

【编辑推荐】针对传统睡眠评估方法（如PSG）难以实时捕捉经颅磁刺激（TMS）诱导的神经生理变化问题，研究者提出EEG频谱分析（EEG-SA）框架，通过量化δ、θ、α、β、γ频段功率波动，精准解析TMS对慢波活动（SWA）和皮层兴奋性的动态影响。结果显示EEG-SA可94.12%准确追踪TMS诱导的睡眠架构改变，为失眠、嗜睡症等睡眠障碍的个性化神经调控提供新工具。

　　

睡眠问题已成为全球公共卫生挑战，传统评估手段如多导睡眠图（PSG）和主观报告难以捕捉经颅磁刺激（TMS）诱导的实时神经生理变化。TMS作为非侵入性神经调控技术，虽在改善慢波睡眠（SWS）和记忆巩固方面展现潜力，但其作用机制尚不明确。现有方法无法精确量化TMS对睡眠架构（sleep architecture）和皮层同步化的影响，制约了个性化治疗的发展。

宁波周南华名中医专家传承工作室团队在《Journal of Neuroscience Methods》发表研究，提出基于脑电图频谱分析（EEG-SA）的创新评估框架。研究者通过分析δ（0.5–4 Hz）、θ（4–8 Hz）、α（8–12 Hz）、β（12–30 Hz）、γ（30–100 Hz）频段功率变化，建立TMS诱导睡眠改变的定量模型。关键技术包括：1）TMS-EEG同步采集系统实时监测皮层响应；2）跨频段功率谱密度分析；3）基于健康人群和睡眠障碍患者的对照实验设计。

研究结果

1. 慢波活动分析：EEG-SA以94.12%准确率检测到TMS诱导的δ频段功率增强（0.5–4 Hz），证实TMS可显著提升慢波活动（SWA）——这一与突触可塑性和认知恢复密切相关的深度睡眠指标。
2. 皮层兴奋性变化：γ频段（30–100 Hz）功率波动反映TMS对皮层抑制-兴奋平衡的调节作用，为解释其改善睡眠质量的神经机制提供依据。
3. 临床应用验证：在失眠和嗜睡症患者中，EEG-SA指导的个性化TMS参数调整使睡眠效率提升23.7%，证实该技术对睡眠障碍精准干预的临床价值。

结论与意义
该研究突破传统PSG的时空分辨率限制，首次实现TMS睡眠效应的客观量化。EEG-SA框架不仅揭示TMS通过增强SWA和皮层同步化改善睡眠质量的机制，更推动神经调控技术向"个体化剂量滴定"方向发展。未来可拓展至神经精神疾病（如抑郁症）共病睡眠障碍的治疗，为睡眠医学领域提供兼具科研严谨性与临床实用性的评估工具。作者团队特别强调，该方法在中医传承项目资助下，实现了神经科学与传统医学评估体系的交叉创新。