神經(jīng)心臟引導(dǎo)下的經(jīng)顱磁刺激（NCG-TMS）：利用心率檢測(cè)背外側(cè)前額葉-前扣帶皮質(zhì)亞基因-迷走神經(jīng)的連通性

1. 研究背景

多項(xiàng)研究表明，刺激扣帶皮質(zhì)前亞基因，以及對(duì)背外側(cè)前額葉進(jìn)行經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）和經(jīng)顱磁刺激（TMS），均會(huì)導(dǎo)致心率降低，進(jìn)而表明副交感神經(jīng)激活。同樣，刺激迷走神經(jīng)（VN）會(huì)直接激活副交感神經(jīng)系統(tǒng)。

鑒于許多研究表明背外側(cè)前額葉與扣帶皮質(zhì)前亞基因的連接性在抑郁癥中的作用，而先前的研究表明，這些節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)調(diào)節(jié)都可以調(diào)節(jié)副交感神經(jīng)活動(dòng)并導(dǎo)致心率減速，我們提出了一種新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)背外側(cè)前額葉的個(gè)性化定位。這對(duì)經(jīng)顱磁刺激治療抑郁癥非常有用。

2. 研究方法

2.1 被試

10名健康被試（23-61歲，40%男性）在7個(gè)目標(biāo)區(qū)域（10-20系統(tǒng)）上隨機(jī)接受3列10Hz經(jīng)顱磁刺激。其中一名被試由于一個(gè)Z分?jǐn)?shù)的極端值（F4位置在被試間的值大于3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差）被排除在組分析之外。

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

所有被試均接受時(shí)間為5秒，強(qiáng)度為10Hz的重復(fù)性經(jīng)顱磁刺激（100%MT）至7個(gè)不同位置：左側(cè)（F3/FC3/C3）、右側(cè)（F4/FC4/C4）和中線（Pz），間隔時(shí)間為30s，每一個(gè)刺激部位以隨機(jī)的順序被刺激三次（所有被試的刺激順序相同）。心電電極附著在兩個(gè)手腕上，接地電極接到其中一個(gè)手腕的腕骨處。

然后將心電圖轉(zhuǎn)換為R-R間隔，這個(gè)R-R信號(hào)的波峰和波谷反映了呼吸誘導(dǎo)的心率調(diào)節(jié)，通過(guò)限制后續(xù)分析的R-R值在低谷，有效地消除了呼吸的影響，并最大限度地利用空間來(lái)檢測(cè)心率的衰減。

刺激前波谷標(biāo)記為T0，刺激期間以及刺激后的前3個(gè)波谷被標(biāo)記為T1、T2、T3。將每個(gè)位置的3次試驗(yàn)取平均值并轉(zhuǎn)換為z分?jǐn)?shù)。使用標(biāo)準(zhǔn)差（T0）進(jìn)行歸一化處理，以減少由于個(gè)體差異和不同位置的不同時(shí)間而導(dǎo)致的TMS效應(yīng)的差異。然后取T1-T3組的Z分?jǐn)?shù)平均值，在小組層面進(jìn)行配對(duì)樣本T檢驗(yàn)。

3. 研究結(jié)果

圖1A: 同時(shí)記錄心電以及經(jīng)顱磁刺激脈沖的示例；圖1B: ECG轉(zhuǎn)換成R-R間隔的例子，記錄呼吸波的波峰和波谷，注意，在(A)中只顯示一個(gè)TMS周期，而在(B)中顯示三個(gè)周期；圖1C: 平均標(biāo)準(zhǔn)誤差(SEM)中的誤差條，全組均值z(mì)-scores為T1、T2、T3，F(xiàn)3和F4的HR減速最大；圖1D: 個(gè)體間的變異，每個(gè)特定部位HR減速最大的受試者百分比。

F3和F4表達(dá)了最大的心率減速，這與研究表明這些是靶向DLPFC的最佳10-20位點(diǎn)一致。在個(gè)體水平上，20-40%的受試者在FC3或FC4時(shí)表達(dá)了最大的心率減速，這表明個(gè)體在“最佳刺激部位”方面存在差異

4. 結(jié)論

NCG-TMS方法對(duì)于定位背外側(cè)前額葉-扣帶皮質(zhì)前亞基因網(wǎng)絡(luò)的入口是有效的。

5. 文獻(xiàn)名稱及DOI號(hào)

Iseger, T. A., Padberg, F., Kenemans, J. L., Gevirtz, R., & Arns, M. (2017). Neuro-Cardiac-Guided TMS (NCG-TMS): Probing DLPFC-sgACC-vagus nerve connectivity using heart rate–First results. Brain stimulation, 10(5), 1006-1008.

Doi: 10.1016/j.brs.2017.05.002