背景介绍
重复经颅磁刺激(rTMS)通过调节大脑皮质的兴奋性、影响大脑的局部血流，激活与疼痛减轻有关的回路以镇痛。
间歇爆发性θ波刺激(intermittent theta burst stimulation，iTBS)是一种新的 rTMS 治疗形式。从斯坦福神经调控疗法(SNT)将Accelerated intermittent theta burst stimulation (AiTBS)引入起，AiTBS已受到广泛关注。其作为先进的rTMS技术，通过在短时间内高频率施加刺激来增强治疗效果，为神经精神疾病的治疗提供了新的可能。
技术亮点
相较于传统高频rTMS，AiTBS对皮层兴奋性的影响尚不明确。通过应用TMS-EEG技术，我们能够系统地比较在不同时间点上，AiTBS与10-Hz rTMS对皮层兴奋性的作用，并与传统的临床实践进行对照。
TMS-EEG能够评估局部和分布式的皮层兴奋性。TMS诱发电位（TEPs）激活N45、P60、N100和P180等成分，为我们提供了rTMS后皮层兴奋与抑制的直接神经生理学指标。
此外，单脉冲TMS诱导的振荡为我们提供了一种评估rTMS干预后皮层反应的方法。研究表明，兴奋性rTMS（如iTBS或10 Hz刺激）能够增加theta和gamma波段的振荡。
实施方案
受试者分别在四天内接受了不同治疗，包括10Hz-rTMS，AiTBS-15 (3 iTBS，每个部分间隔15分钟)，AiTBS-50 (3 iTBS，每个部分间隔50分钟)以及假刺激。这四种治疗均包含1800脉冲，但是治疗持续时长不同，比如10-Hz rTMS为18分钟, AiTBS-15为40分钟（包含间歇时间30分钟），AiTBS-50为110分钟（包含间歇时间100分钟）。
在进行TMS-EEG记录时，单脉冲被传递到左侧初级运动皮层（M1），该位置是基于“热点”方法确定的。使用了半网格方法来调整线圈位置。
单脉冲TMS的EEG记录在一间温度控制、隔音且电磁屏蔽的房间内进行。使用64通道EEG帽（Brain Products，国内由瀚翔脑科学独家代理）记录连续的EEG信号。
时频分析通过FieldTrip工具箱中的Hanning窗“mtmconvol”方法进行。这种分析方法允许研究者探究在特定时间窗口内不同频率的脑电活动的变化。
为了评估疼痛感知变化、TEP振幅变化以及EEG功率变化之间的大脑行为关系，进行了皮尔逊相关分析。这种分析方法能够揭示不同神经生理指标之间的关联性，帮助研究者理解疼痛感知的变化如何与脑电活动的变化相关联。
图1 实验流程
研究结果
研究结果显示，与AiTBS-15相比，AiTBS-50和10-Hz rTMS在缓解疼痛方面更为有效。
通过TMS-EEG发现，10-Hz rTMS导致左侧运动皮层的N100振幅减小。N100振幅的减小表明兴奋性刺激造成皮层抑制的减少。与此同时，N100的变化伴随着双侧运动皮层的低gamma振荡活动增加（见图3a-c），表明10-Hz rTMS诱导了皮层抑制的减少和皮层兴奋性的增加。
神经生理学数据显示AiTBS-15之后皮层兴奋性降低。AiTBS-15减少了目标区域周围的P60振幅（见图2c和d）。P60峰值反映了皮层兴奋性。进一步证据表明AiTBS-15抑制了左侧中央和中央顶叶区域的theta和低gamma振荡（见图3d-h）。因此，AiTBS-15可能通过抑制皮层兴奋性来增加疼痛感知。
与10-Hz或AiTBS-15相比，AiTBS-50在刺激前后对TEP没有诱导显著变化（见图2e和f）。然而，时频分析揭示了左侧额中央区域低gamma功率的显著增加（见图3i-k）。这一发现表明，AiTBS-50后皮层兴奋性增加，这种效应与10-Hz rTMS相似。
图2 刺激后TEP（TMS诱发电位）的变化
图3 单脉冲TMS诱导的振荡从刺激前到刺激后的变化
总结
利用单脉冲TMS引发的振荡分析发现，三种rTMS治疗方案均引起了低gamma频率振荡的皮层兴奋性变化，尽管这些变化的方向不同。
TMS诱发电位（TEPs）的分析揭示了一种独特的模式，即10-Hz rTMS能够减少抑制性N100成分的振幅，而AiTBS-15则降低了兴奋性P60成分的振幅。这些TEPs的变化与低gamma振荡功率的变化呈现出共变性。低gamma振荡的变化在疼痛感知的调节中可能扮演着至关重要的角色，而TEPs的变化可能反映了不同rTMS治疗方案对皮层兴奋性和抑制性神经传递的不同调节效应。
这些发现为rTMS在疼痛治疗中的潜在应用提供了宝贵建议，并可能有助于改进rTMS诊疗方案，以实现更为显著的治疗效果。
