當我們面對復雜任務時，大腦如何提升信息處理能力？一種被廣泛關注的非侵入性腦刺激技術——間歇性θ爆發刺激（intermittent Theta Burst Stimulation，iTBS），正在為認知增強研究帶來新的可能。

近日，深圳大學心理學院張浩波課題組在國際權威期刊《NeuroImage》（IF = 4.5，SCI- Category: Neuroimaging Q1）發表研究成果《Individualized single-session iTBS modulates functional networks and neural activation to predict cognitive gain》，首次系統揭示了基于個體化功能定位的iTBS如何通過重塑腦功能網絡和神經活動促進工作記憶表現提升。

工作記憶（Working Memory）是人類執行復雜認知活動的重要基礎，廣泛參與學習、推理、決策和問題解決等過程。

背外側前額葉皮層（DLPFC）被認為是工作記憶網絡中的關鍵腦區，也是經顱磁刺激（TMS）研究最常見的靶點之一。然而，過去關于iTBS是否能夠提升工作記憶能力的研究結果并不一致，其中一個重要原因在于不同個體的大腦功能組織存在明顯差異。

與傳統采用固定坐標定位刺激靶點的方法不同，本研究創新性地利用功能磁共振成像（fMRI）結合N-back工作記憶任務，為每位受試者尋找最活躍的左側DLPFC區域作為個體化刺激靶點。

方法

研究共招募56名健康大學生，隨機分配至真刺激組和偽刺激組。所有受試者接受一次標準化iTBS干預，并在刺激前后完成靜息態及任務態fMRI掃描。

研究過程中采用了英智經顱磁刺激儀（M-100 Ultimate）及神經導航系統（Quiks Vision），通過個體化神經導航技術實現刺激線圈的精準定位，使刺激能夠準確作用于每位受試者的目標腦區，為研究結果的可靠性和重復性提供了重要保障。

研究結果

單次刺激即可改變腦活動模式

研究發現，在高認知負荷的3-back工作記憶任務中，接受真實iTBS刺激的受試者表現出顯著的腦功能變化：

? 雙側中扣帶皮層（MCC）激活增強

? 枕葉距狀溝皮層（Calcarine Cortex）激活增強

? DLPFC與腦島（Insula）之間功能連接增強

? 默認模式網絡（DMN）內部連接減弱

? 默認模式網絡與前額頂葉網絡（FPN）之間連接減弱

這些結果表明，iTBS不僅影響局部腦區活動，還能夠在全腦范圍內重新組織多個認知相關功能網絡。

腦網絡變化能夠預測認知收益

更重要的是，研究團隊發現腦網絡變化與行為改善之間存在明確關聯：MCC激活增強的個體，任務反應速度提升更加明顯；DLPFC與腦島連接增強的個體，完成任務速度更快；默認模式網絡連接降低的個體，任務準確率提升更多。

這一結果說明，腦刺激帶來的認知改善并非隨機發生，而是與特定神經網絡的重構密切相關。

誰能夠從腦刺激中獲益更多？

研究還發現了一個十分有意義的現象：

基線表現較差的個體獲益更明顯。

在刺激前工作記憶反應速度較慢的受試者，在接受iTBS后表現出了更顯著的反應時間改善，而這一現象并未出現在偽刺激組中。

這一發現提示，未來腦刺激干預可能需要根據個體認知狀態進行精準設計，而非采用“一刀切”的干預模式。

從局部刺激到腦網絡重塑

傳統觀點認為，經顱磁刺激主要作用于刺激部位附近的腦組織。而本研究發現，個體化iTBS的作用遠不止于此。刺激不僅改變了DLPFC相關區域的神經活動，還引起了默認模式網絡（DMN）、前額頂葉網絡（FPN）以及腦島相關網絡之間的重新協調。

研究結果表明：

個體化腦刺激更像是在重新調節整個認知網絡系統，而不僅僅是激活單個腦區。這種網絡層面的調控機制，為理解腦刺激如何影響高級認知功能提供了新的神經科學證據。

聲明

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參考文獻：Fan, S., Zhang, J., Wu, J., Zang, Y., Yue, J., Zhang, X., ... & Zhang, H. (2026). Individualized single-session iTBS modulates functional networks and neural activation to predict cognitive gain. NeuroImage, 121968.