經(jīng)顱交流電刺激在精神神經(jīng)疾病中應(yīng)用及作用機制的研究進展

2022經(jīng)顱交流電刺激在精神神經(jīng)疾病中應(yīng)用及作用機制的研究進展（全文）經(jīng)顱交流電刺激（tACS）是經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）的一個特殊版本，能夠以正弦、雙相交流電刺激皮質(zhì)神經(jīng)元，可以根據(jù)治療的需要改變刺激的部位和強度。tACS是一種經(jīng)顱神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，逐漸被用于各種神經(jīng)精神疾病的治療，包括抑郁癥、精神分裂癥、認知功能障礙等。相關(guān)研究推薦tACS作為研究人類腦電信號的有力工具，進一步探索大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與tDCS相比，tACS的不良反應(yīng)更少，不適的感覺更輕。目前，國內(nèi)關(guān)于使用tACS治療精神疾病的研究較少，現(xiàn)綜述、探究tACS技術(shù)在精神疾病中的治療進展和潛在作用機制，展望未來的發(fā)展方向，以期為精神疾病的神經(jīng)調(diào)控治療提供參考。一、tACS在精神神經(jīng)疾病中的應(yīng)用近年來tACS逐漸被用于各種精神神經(jīng)疾病的治療，包括抑郁癥、精神分裂癥、癡呆等。1抑郁癥：目前臨床中抑郁癥的治療以藥物治療為主，但抗抑郁藥物的治療不具有特異性，相比之下，針對大腦異常腦電活動的tACS治療可能會帶來更好的治療效果。前額葉皮質(zhì)被認為是情緒調(diào)節(jié)的靶點，tACS誘導(dǎo)的電流能夠刺激前額葉皮質(zhì)，幫助改善患者的情緒癥狀。抑郁癥患者存在大腦震蕩活動的異常，tACS的正弦波刺激更適合于調(diào)整大腦的異常振蕩活動，可以選擇性地變化頻率進而進行調(diào)節(jié)，更適合靶向治療。抑郁癥患者EEG檢查顯示a波存在異常，一項雙盲隨機對照研究顯示，將32例抑郁癥患者隨機分為10HztACS組、40HztACS組和偽刺激組，連續(xù)治療5d，每天40min，在第2周時10HztACS組表現(xiàn)出更好的應(yīng)答，在第4周時10HztACS組的EEG顯示左額葉區(qū)a波的顯著下降，表明使用tACS可以作為抑郁癥靶向治療的潛在干預(yù)手段。國內(nèi)的一項隨機對照研究顯示，將30例抑郁癥患者隨機分至tACS組(40min、77.5Hz、15mA)和偽刺激組，結(jié)果顯示tACS干預(yù)對抑郁癥狀有治療作用，且具有良好的耐受性和安全性。一項對懷孕6周的孕婦進行的研究顯示，連續(xù)9次Y頻率的tACS治療(20min，40Hz)，2周后，患者的癥狀有所改善，3個月后進行隨訪，發(fā)現(xiàn)患者的癥狀仍有所緩解，證明tACS的療效在治療結(jié)束后持續(xù)存在。此外，tACS的不良反應(yīng)是輕微和短暫的，尚未見嚴重不良事件。上述研究發(fā)現(xiàn)，特定頻率的tACS治療，如10Hz、77.5Hz等能夠調(diào)整大腦的異常振蕩活動，幫助改善抑郁癥狀，未來仍需更大樣本的隨機對照研究進一步驗證其療效及刺激的頻率。2精神分裂癥：tACS治療技術(shù)除了在抑郁癥患者中應(yīng)用較多外，對精神分裂癥患者也有所研究。一項病例報告顯示，連續(xù)5d的6HztACS的刺激后，精神分裂癥患者的工作記憶得到改善；50d后的隨訪發(fā)現(xiàn)，這些效果仍然可以觀察到。1次20min的tACS治療應(yīng)用于左側(cè)背外側(cè)前額葉皮質(zhì)（F3）和左側(cè)后頂葉區(qū)（P3），在6Hz的狀態(tài)下能夠改善工作記憶任務(wù)態(tài)的表現(xiàn)和精神癥狀。研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者存在額葉a活動的下降。一項開放性的研究評估了a頻率的tACS（20min，10Hz）治療對于持續(xù)性妄想的安全性和有效性，結(jié)果顯示，經(jīng)過1個月的治療后，陽性及陰性癥狀均得到顯著改善。tACS干預(yù)能夠調(diào)節(jié)精神分裂癥患者異常的a振蕩，進一步改善精神癥狀。此外，研究表明，10Hz的tACS附加治療是難治性妄想的一種潛在治療選擇。初步研究顯示，tACS治療能夠幫助改善記憶、妄想等癥狀，但目前的研究多以病例報告為主，仍需開展進一步的隨機對照研究進一步驗證治療的有效性；使用刺激前后的腦電圖確定目標頻率的范圍，尋找合適的頻率以作出針對性的干預(yù)，發(fā)掘tACS技術(shù)在精神分裂癥領(lǐng)域的潛在優(yōu)勢。3癡呆：隨著人老齡化的加劇，癡呆的發(fā)病率逐年增加，患者的治療和預(yù)后已經(jīng)成為亟待解決的臨床問題，鑒于藥物治療存在療效不足和嚴重的不良反應(yīng)等現(xiàn)象，物理治療越來越引起重視。目前，tACS已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于認知功能障礙患者的治療。tACS能夠選擇性地糾正大腦皮層的振蕩，進而影響患者的認知功能。既往研究顯示，在睡眠狀態(tài)下應(yīng)用12Hz的tACS治療可增強患者的運動記憶。應(yīng)用10Hz的tACS治療可提高患者的運動學習能力。一項關(guān)于12Hz的tACS治療在睡眠中應(yīng)用的研究顯示，患者的運動記憶增強，但陳述性記憶并未見明顯改善。當受試者的額葉皮層受到6Hz。頻率的tACS的治療時，患者能夠體驗到更快的學習能力。研究發(fā)現(xiàn)，40HzY頻率的tACS治療能夠促進內(nèi)源性注意力，但對外源性注意力未見明顯改善。Y頻率的tACS刺激應(yīng)用于額葉可以幫助診斷輕度認知障礙和癡呆，或者作為預(yù)測療效的工具。評估tACS（每天2次，每次30min,40Hz的頻率）治療對于癡呆患者認知功能的影響方面，經(jīng)過1個月后的隨訪發(fā)現(xiàn)，tACS干預(yù)組對認知功能的改善明顯優(yōu)于對照組。最近的研究表明，40Hz的tACS治療增強了大腦的內(nèi)源性a振幅活動，改善了患者的記憶功能。目前的研究顯示，tACS技術(shù)作為一種較新的調(diào)節(jié)神經(jīng)生理激活模式的腦刺激技術(shù)，可直接干擾特定頻率的腦活動，改善認知功能，下一步應(yīng)尋找能夠增強癡呆患者認知功能的有效頻率，作出針對性的干預(yù)。4其他精神疾?。撼颂峒暗纳鲜龀Ｒ娂膊⊥?，部分研究表明，tACS治療對運動功能、聽覺、注意缺陷與多動障礙（ADHD）等疾病也存在一定療效。研究表明，作用于小腦部位的tACS治療可以改善運動功能。越來越多的證據(jù)表明，tACS干預(yù)能夠改善患者的聽覺能力。既往研究顯示，ADHD患者的P3目標振幅會降低，對18例ADHD患者進行20min.1mA的tACS刺激或偽刺激，結(jié)果表明，與偽刺激組相比，tACS刺激組的P3振幅顯著增加，癥狀明顯改善。當tACS應(yīng)用于大腦的目標區(qū)域時，可以增強ADHD患者下降的o/0腦電活動。研究表明，tACS是治療ADHD患者的一種新的腦電刺激技術(shù)，但仍需進一步研究明確刺激的頻率和位置，為今后的臨床治療打下基礎(chǔ)。目前，關(guān)于雙相情感障礙、強迫癥患者的物理治療多圍繞tDCS，報道tACS治療這些疾病的研究較少，未來可考慮完善這些方面的研究，為該類疾病提供新的診療思路。二、作用機制目前tACS治療技術(shù)在抑郁癥、精神分裂癥、癡呆等疾病中的應(yīng)用取得了部分療效，但tACS的確切機制尚未完全闡明，綜合tACS干預(yù)精神疾病的臨床研究，發(fā)現(xiàn)其治療機制可能涉及內(nèi)源性的大腦振蕩、突觸可塑性改變等方面。tACS技術(shù)通過誘導(dǎo)內(nèi)源性的腦振蕩和神經(jīng)可塑性導(dǎo)致了在線和離線效應(yīng)，與治療療效密切相關(guān)。1調(diào)節(jié)內(nèi)源性的大腦振蕩：以特定頻率產(chǎn)生振蕩的節(jié)律模式被稱為大腦振蕩，各種特定的大腦振蕩與不同的大腦功能和狀態(tài)相關(guān)。大腦區(qū)域之間的連接和交流被證明與這些區(qū)域內(nèi)同步的大腦振蕩相關(guān)。調(diào)節(jié)內(nèi)源性的大腦振蕩，即夾帶，是指當一個外部的刺激頻率影響另一個大腦內(nèi)部發(fā)生的振蕩時，迫使其遵循自己的振蕩頻率。在tACS治療的過程中，外部驅(qū)動電流迫使內(nèi)源性腦振蕩在頻率方面與其保持一致。與其他類型的物理治療不同，tACS治療的優(yōu)勢在于其能夠通過注入正弦、雙相交流電操縱和調(diào)節(jié)固有的大腦振蕩。在某些頻率范圍內(nèi)，tACS治療可以誘導(dǎo)內(nèi)源性的腦振蕩，當這種刺激的振幅增加時，會使大腦在更大的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生振蕩。tACS的電流相為正負電壓之間的規(guī)律交替，在調(diào)節(jié)大腦振蕩方面，已被證明較tDCS更有效。tACS的一個優(yōu)點是其可以完全繞過感覺刺激，通過外部幾乎察覺不到的交流電誘導(dǎo)內(nèi)源性振蕩，在此過程中，內(nèi)源性振蕩與外源性的、有節(jié)奏的刺激是同步的。2神經(jīng)可塑性：非侵入性的電刺激已被證明可在大腦的多個功能區(qū)域產(chǎn)生神經(jīng)可塑性。同樣地，在tACS的后遺癥中也發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)可塑性的改變。神經(jīng)可塑性可以誘發(fā)離線效應(yīng)，長期的可塑性應(yīng)該以兩種主要機制出現(xiàn)，即長時程增強（LTP）和長時程抑制（LTD），這是神經(jīng)可塑性的兩種結(jié)果。LTP是指突觸前動作電位先于突觸后動作電位時突觸連接的增強，LTD是指突觸前動作電位跟隨突觸后動作電位則突觸減弱。LTP是神經(jīng)可塑性最突出的模式，表現(xiàn)為峰時依賴的神經(jīng)可塑性，通過LTP，神經(jīng)元通過突觸后樹突增強神經(jīng)元連接和信號傳播。上述通過增加或減少神經(jīng)元同步的行為是引起tACS離線效應(yīng)的主要原因。這一解釋已被多項研究證實，也解釋了為什么在一次持續(xù)20min的刺激后，tACS的離線效應(yīng)可持續(xù)70min左右。綜上所述，與其他的非侵入性的物理治療相比，tACS可以更大程度地誘導(dǎo)內(nèi)源性的大腦振蕩和神經(jīng)可塑性，產(chǎn)生在線和離線效應(yīng)，這可能也是tACS改善精神癥狀的關(guān)鍵因素。但仍需進一步的研究探討其深層次的作用機制，幫助tACS從神經(jīng)生理學到臨床應(yīng)用的過渡。三、總結(jié)與展望tACS作為非侵入性的腦電刺激技術(shù)已經(jīng)在抑郁癥、精神分裂癥、癡呆等領(lǐng)