脑刺激术治疗精神、神经疾病的共同环节：静息态脑功能网络
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【Ref: Fox MD, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Oct 14; 111(41): E4367-75. doi: 10. 1073/pnas. 1405003111. Epub 2014 Sep 29.】
脑刺激术已应用于治疗精神科和神经科疾病，可分为有创式和无创式两类。有创式脑刺激术，如脑深部电刺激术（DBS），通常为高频电脉冲，其频率为120-160Hz。无创式脑刺激术，如经颅磁刺激（TMS）和经颅直流电刺激术（tDCS）；其中兴奋性刺激为>5Hz的TMS或tDCS阳极，抑制性刺激为<1Hz的TMS或tDCS阴极。其机理不明确。最初，两类脑刺激技术分别应用于不同疾病的治疗。随着人们对刺激效应的认识逐步深入，观察到有创式与无创式脑刺激术即使刺激在不同的脑区，而实际上作用于同一个脑功能网络而发挥治疗效果。美国的波士顿哈佛医学院的Michael D. Fox等通过回顾以往经两类脑刺激术治疗均有效的病例，列出最佳的刺激位点，发现刺激位点就在静息态功能MRI（rs-fc MRI）所识别的脑功能网络。文章发表于2014年9月《PNAS 》在线上。
rs-fc MRI是一种利用血氧波动状况确定脑功能网络的技术。作者认为，这种技术可以确定最佳的刺激位点和通过不同脑区的不同刺激位点获得相似的治疗效果。通过文献检索归纳得14种经有创式或无创式脑刺激术治疗均能得到良好效果的精神和神经系统疾病及其治疗靶点（表1）。然后，作者采用rs-fc MRI对这14种疾病检测，分析有创式DBS刺激的原位点与其它脑体素之间的关联性，并观察前者与有效的无创式刺激靶点的相关性（图1）。
表1. 14种有创式或无创式脑刺激术治疗有效的疾病和治疗靶点。
图1. 左图为14种精神神经疾病患者的静息态功能MRI图像；右图为与左图匹配的、随着时间进程的MRI信号与某些脑体素相对应的DBS刺激位点图像。红点为DBS刺激有效的区域；黑色圆圈为有效的无创式刺激兴奋性靶点，白色圆圈代表抑制性靶点；暖色调代表正相关性，冷色调表示负相关。
14种疾病中，有创式刺激有效的靶点与无创式脑刺激的靶点有正或负的相关性。作者比较每个无创式脑刺激术的刺激位点与372个相似而随机分布于脑表面的位点，发现除癫痫外的13种疾病中，有创式刺激的最佳位点与无创式刺激的最佳位点有很强的相关性，包括正或负相关。而且，往往不止一个有效的刺激位点如此，对所有位点进行同样分析得到相同的结果，相对于随机位点而言，有创式与无创式刺激的有效刺激位点有很强的相关性。
如何解释这类现象？作者指出，有创式及无创式脑刺激术的作用原理可能是：
精神和神经疾病症状可能是同一脑区的病理活动造成的，对其它位点施加刺激可能通过解剖结构影响到该区域；
排除单一脑区的活动紊乱，症状也可能是脑区之间的活动平衡失调所致，因而对多个位点施加刺激可能起调节平衡的作用；
症状可能是由于某一个脑功能网络内部不正常的连接造成的，而对该网络不同节点的刺激能够纠正这种连接；
神经网络的病理性震动产生疾病症状，而对不同节点施加刺激可以抑制病理性震动。而这些神经网络调节的不同机制绝非相互独立，不同的机制也许可以解释在不同的疾病过程中所发生的治疗效应。例如，DBS治疗震颤的即时效应可能是由于打乱了神经网络病理性震动的频率，而DBS治疗肌张力障碍或TMS治疗抑郁的延迟效应可能是对神经网络关联性的影响所致。
此外，有创式与无创式脑刺激术也可相互补充。
该研究通过识别静息态脑功能网络的方法，对有创式与无创式脑刺激术的刺激位点进行关联性分析。结果显示，对一种疾病有效的刺激位点多处于同一个脑功能网络中，而刺激无效的位点则不然。兴奋性或抑制性的无创式刺激与脑功能网络的相关性更强。作者认为将脑功能网络的概念引入脑刺激术，有助于理解该技术的机制并可对其优化。
（吉航编译，复旦大学附属华山医院寿佳俊博士审校，《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审）
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