Target-Specificity and repeatability in neuro-cardiac-guided TMS for heart-brain coupling.
研究背景
背外侧前额叶皮层（DLPFC）是经颅磁刺激（TMS）治疗重度抑郁症（MDD）主要靶点，其治疗效果与扣带回下区（sgACC）连接性有关。DLPFC刺激后的心率变化或可作生理标志物识别有效刺激靶点。本研究用神经-心脏引导的TMS（NCG-TMS）方法，在健康人群探讨刺激强度和DLPFC靶点特异性对心脑耦合（HBC）的影响及可重复性。
方法速览
采用NCG-TMS 2.0协议，对19名健康受试者进行三次实验会话，每次对六个左侧DLPFC靶点及假刺激进行10 Hz rTMS刺激，刺激强度逐步增至120% rMT。通过心电图记录心率变化并计算HBC功率，用广义加性混合效应模型分析HBC与各因素关系，用ICC评估可重复性。
主要发现
- 刺激强度和靶点对HBC的非线性调制：HBC调制具非线性特征，依赖刺激强度和靶点位置。F3外侧和后部靶点HBC显著高于假刺激，100%运动阈值刺激时增强明显，其他靶点HBC变化不显著。
- 疼痛和副作用对HBC的影响：疼痛和副作用评分对HBC有显著非线性影响，低评分时HBC随副作用增加上升，高评分时下降。疼痛仅在特定强度范围影响HBC，解释力弱于刺激强度。
- 靶点-强度交互作用：刺激强度与靶点有显著交互作用，F3及其周围靶点在100% MT刺激下HBC显著增强，5cm靶点和假刺激无明显变化。
- HBC调节的可重复性：多数靶点可重复性低，但F3前部和外侧靶点在较高刺激强度下有中等到高度可重复性，会话2和3之间HBC值高度一致。
- 心率变化的方向性：仅F3外侧靶点在高强度刺激下持续显著降低心率，且在会话2和3中最稳定。
总结展望
本研究首次系统评估NCG-TMS 2.0协议在多个DLPFC靶点上的HBC调节效果，揭示靶点和强度特异性，验证可重复性，引入GAM分析提高对复杂关系的理解。但研究对象为健康人群，未获取个体静息态fMRI数据，刺激强度设定未考虑个体皮层电场差异，可能存在未识别的混杂因素，结果对MDD患者的适用性需进一步验证。