关于高频和低频神经-心脏-引导的TMS探测额迷走神经通路的研究
抑郁症属于临床上常见的一种精神疾病，发病率高并且有着较高的自杀风险。据WTO统计，抑郁症患病率约占世界人口的10%，自杀人群当中，抑郁症患者的比例大于50%。难治性抑郁症（TRD）占到抑郁障碍的30%，是精神医学临床治疗面临的难点。重复经颅磁刺激作为新型的无创性治疗技术，在临床上逐渐应用于抑郁症的治疗中，并取得了积极的效果。
因此，研究确定具有功能意义的背外侧前额叶皮层(DLPFC)刺激部位的方法，对于优化重复性经颅磁刺激(rTMS)缓解难治性抑郁症的响应率至关重要。澳大利亚一项最新的研究中提出了一种由神经-心脏-引导的rTMS (NC-TMS)方法，其中将高频rTMS应用于DLPFC来确定最大心率减速的部位。该位点被认为可以引导至额迷走神经自主通路，该通路则被认为与rTMS反应基础的关键通路相交。
01
研究背景
自2008年获得FDA批准之后，rTMS为某些根本没有其他治疗选择的耐药性抑郁症患者提供了一种更安全、认知上更易接受的替代ECT的治疗手段。据报道，rTMS的响应率在30%至50%之间，有研究表明，通过在治疗前分析大脑结构和功能，可以提高该比率。实际上，优化rTMS操作方案对于最大化响应率并减少患者和仪器的负担是必要的。改善抑症对rTMS的响应率的常用方法是改进刺激部位定位方法。截止到目前，临床中通常使用了相对简单的定位方法（即5 cm，6 cm和F3（10e20 EEG系统）法），来估计覆盖背外侧前额叶皮层（DLPFC）的头皮位置。
此次的研究重复了前人的实验过程，旨在评估NCG-TMS手段在低频rTMS治疗中的适用性，因为它对抑郁症同样有效，比高频rTMS相比对患者来说认知上更易接受并可能更安全。此外，低频NCG-TMS方法在rTMS治疗期间可记录并发心率的时间更长，从而使得研究者能够进一步评估NCG-TMS的心率变异性测量的价值，并测试该治疗方法的直接影响。
02
实验方法
本研究包括20名健康参与者（13名女性；年龄38.6±13.9岁），受试者的排除标准是TMS的禁忌症、神经系统或精神疾病史以及既往史或当前史心脏异常。并使用M.I.N.I国际神经精神病学访谈对参与者进行心理病理学筛查。测试前，要求受试者分别避免接触尼古丁（至少3小时），咖啡因（至少2小时）和酒精（至少12小时）。提供知情同意后，受试者接受临床访谈进行心理病理学和药物使用筛查，然后对受试者的左右运动皮层的静息运动阈值（RMT）进行评估。
之后，连接心电图（ECG）电极，让受试者就座，要求放松，限制其活动，并避免在测试过程中说话。通过肉眼检查检查ECG痕量质量并使参与者安顿下来后，记录2分钟的静息ECG。然后执行高频和低频rTMS刺激方案，在额（F），额中央（FC）和中央（C）（对照）部位接受了NCG-TMS刺激。对于高频NCG-TMS，在每个左半球位置进行了3次10 Hz的刺激，刺激时间为5s。对于低频NCG-TMS，用1 Hz的频率分别刺激受试者的左右半球，并同时记录ECG，分析受试者的心率和心率变异性结果指标。接受的刺激频率类型的先后顺序在受试者之间是一致的。
03
实验结果
数据表明，F3（平均=1.50±3.68）和C3（平均=0.36±1.11）之间的高频rTMS心率（z平均值）差异是显著的，并且具有较大的影响[t（17）=2.08，p=02，d=0.69]。尽管FC3（平均=0.22±1.60）和C3之间的心率变化差异不显著[t（17）=1.27，p=0.22]，但F3和FC3之间的差异却显著[t（17）= 1.77，p <0.05]。跨位点心率变化的模式和各个位点上最佳位点的百分比分布如下所示。
高频和低频NCG-TMS分别在最大心率减速和加速最大部位重叠的比例与预期的比例一致。高频NCG-TMS的实验是在重复较早的先导研究，根据数据结果可得使用高频NCG-TMS可以探测额部迷走神经通路，而迷走神经激活的额头位置因人而异。此外，这项研究表明，低频rTMS可能对NCG-TMS有用，并强调了低频rTMS的不同生理效应。这些数据支持以下理论：额叶前额叶的rTMS参与额叶迷走神经的途径，该途径与DLPFC到sgACC的途径相交，被认为是rTMS治疗机制的基础。
04
结论
本研究扩展了先前在高频NCG-TMS上的发现，并提供了进一步的证据表明，应用于额叶部位的rTMS可以通过额叶迷走途径调节自主控制。 如果NCG-TMS的治疗机制得到验证，则高频NCG-TMS有望成为可负担得起的针对rTMS治疗抑郁症的个体化靶向方法。尽管需要进一步的研究来评估低频rTMS对于NCG-TMS的价值，但这些数据证实了现有的文献，显示了高频rTMS和低频rTMS的不同影响。
参考文献：
Kaur, M., Michael, J. A., Hoy, K. E., Fitzgibbon, B. M., Ross, M. S., Iseger, T. A., . . . Fitzgerald, P. B. (2020). Investigating high- and low-frequency neuro-cardiac-guided TMS for probing the frontal vagal pathway. Brain Stimul, 13(3), 931-938. doi: 10.1016/j.brs.2020.03.002.