通過采集并分析失眠患者幾分鐘的靜息態(tài)腦電信號，便可實現(xiàn)對患者rTMS治療效果優(yōu)劣的預(yù)測。西安電子科技大學袁凱課題組、河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院心身醫(yī)學科朱一飛主任團隊及內(nèi)蒙古科技大學喻大華課題組，合作開展rTMS干預(yù)原發(fā)性失眠的腦電研究，近期取得系列研究進展。

腦電alpha相干成功預(yù)測rTMS治療失眠障礙的療效

失眠障礙是神經(jīng)系統(tǒng)疾病和認知缺陷的危險因素，并伴隨有異常的大腦連接。腦電相干性作為功能連接度的一個重要衡量指標，測量了大腦區(qū)域之間振蕩的同步程度，可能在一定程度上反映了失眠患者的過度覺醒狀態(tài)。rTMS被發(fā)現(xiàn)可通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動和神經(jīng)可塑性治療失眠患者，然而臨床效果有很大異質(zhì)性，因此基于相干性構(gòu)建rTMS療效的預(yù)測模型具有重要的臨床意義。

研究一將失眠患者隨機分為真治療組和假治療組，使用深圳英智科技有限公司生產(chǎn)的TMS設(shè)備，以左側(cè)背外側(cè)前額葉皮層為靶點，接受20次1Hz rTMS治療。在rTMS前后采集并分析清醒狀態(tài)的腦電圖和臨床評估，進行rTMS干預(yù)失眠的EEG機制探究。研究二對120名接受了同樣真治療的失眠患者，根據(jù)治療后匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)降低率的中位數(shù)，分為治療效果最佳組和欠佳組，并基于基線狀態(tài)不同頻段下EEG相干性建立機器學習模型，以預(yù)測rTMS治療效果。結(jié)果顯示，rTMS治療后，失眠患者主觀、客觀睡眠均得到改善，且θ和α頻帶的部分導(dǎo)聯(lián)間EEG相干性降低，θ頻段（F7-O1）相干性的變化與睡眠效率的變化相關(guān)。此外，基線狀態(tài)下 θ、α和 β 頻段的腦電圖相干性顯示出了rTMS治療失眠患者療效的預(yù)測潛力，其中α頻段的EEG相干性在分類預(yù)測上表現(xiàn)最佳。

在腦疾病中，腦電圖測量特別是靜息狀態(tài)功能連接已被證明是一種可靠的診斷工具和分類器。這項研究也支持了腦電圖作為rTMS治療失眠患者的預(yù)后工具的作用，探究了EEG相干性相關(guān)機制，并識別了rTMS治療失眠的潛在預(yù)測因子。論文發(fā)表于2023年Journal of Psychiatric Research (DOI: 10.1016/j.jpsychires.2023.02.005) ，論文第一作者是西電生命學院碩士生張曉姿。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022395623000626

rTMS調(diào)制失眠患者額葉theta-gamma相幅耦合特性

"過度警覺"模型表明，失眠患者處于神經(jīng)生物學和心理學上的過度警覺狀態(tài)，這體現(xiàn)在清醒和睡眠期間的皮層過度興奮。皮層過度興奮會改變神經(jīng)元的放電模式，表現(xiàn)為異常的神經(jīng)振蕩。以前的EEG研究大多使用頻譜特征來描述失眠患者的異常神經(jīng)振蕩，即較高的β和γ功率和較低的δ、θ和α功率。跨頻耦合表征的是不同頻帶腦電信號的幅度/相位之間的關(guān)系。其中相-幅耦合（PAC）是目前研究最多的一種跨頻耦合，被認為是認知、記憶、信息整合等高級功能的一種潛在機制，可能是描述失眠患者異常的神經(jīng)振蕩和揭示rTMS治療失眠障礙機制的一個可靠的定量指標。

為驗證上述假說，本文招募了失眠患者（隨機分為真治療組和假治療組），使用深圳英智科技有限公司生產(chǎn)的TMS設(shè)備，開展了為期四周的 rTMS治療（1Hz左側(cè)DLPFC）。在 rTMS治療前后，對失眠患者進行了行為評估、靜息狀態(tài)腦電圖記錄和睡眠多導(dǎo)睡眠圖記錄。研究結(jié)果表明，失眠患者組額葉和顳葉的theta-gamma相位-振幅耦合值在基線時比健康對照組弱，而在rTMS治療后，額葉附近的相位-振幅耦合值明顯增強。此外，相位與振幅耦合值的增強與睡眠質(zhì)量的改善明顯相關(guān)。

該研究揭示了相位振幅耦合在評估失眠嚴重程度和 rTMS治療效果方面的潛力，為失眠的異常生理機制和未來治療靶點提供了新的見解。論文發(fā)表于2023年Human Brain Mapping (DOI: 10.1002/HBM.26264)，第一作者是西電生命學院碩士生郭勇建。

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