基于频谱相关系数的 TMS (STMS)

重复经颅磁刺激 (rTMS) 治疗重度抑郁症 (MDD) 的治疗益处被认为取决于大脑功能网络 (FN) 的参与。 参与取决于 rTMS 刺激频率与该个体的目标网络的首选振荡频率之间的相互作用。 我们在这里报告了一种新的方法来询问左背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 治疗目标，以确定每个人参与额顶叶控制网络 (FCN) 的最佳频率。 23 名患有 MDD 的受试者接受了 40 个脉冲 rTMS 序列的刺激，频率从 3-17 Hz 以 0.2 Hz 的增量变化，加上单独的间歇性 theta 脉冲 (iTBS) 刺激，总共进行了 70 次频率询问。 使用连续高密度阵列 TMS-EEG 记录和每次询问后左 DLPFC 和其他大脑区域之间光谱相关系数 (SCC) 密度变化的测量来评估 FN 参与度。 无论询问频率如何，所有受试者都有一个或多个频带显示多个 FN 的高 SCC 值。 那些对 10 Hz rTMS 表现出临床反应的受试者显示 SCCD 超过 FCN 连接的增加是对 10 Hz 询问的反应，但对其他频段的询问没有反应。 在治疗 2 周和 6 周后，FCN 中 SCCD 的增加与抑郁症状的改善程度之间存在很强的相关性。 这些发现表明 SCC 密度可能有助于识别与 MDD 治疗益处相关的 rTMS 刺激频率。 本研究将检查使用这些发现的可行性，以确定 SCC 确定的 rTMS 治疗是否可以使重度抑郁症患者受益。

介绍和基本原理

据报道，重复经颅磁刺激 (rTMS) 在以多种不同的刺激频率进行给药时可缓解重度抑郁症 (MDD) 的症状：1、5、10、15、18 和 50 Hz（θ 脉冲刺激，或 TBS） ) 均已报告提供临床益处。 由于研究设计的差异和样本量的限制，很难比较这些不同刺激频率的功效，但有显着证据表明这些频率中的每一种在应用于一个或多个刺激目标时的功效。 1 目前还没有头对头研究来比较个体受试者的不同刺激频率，以确定个体是否对一种以上的刺激频率具有相似的临床反应。

rTMS 所有频率共有的一个特征是，当刺激持续进行时，神经元尖峰脉冲和持续振荡都与刺激频率同步（Fröhlich 和 McCormick，2010 年；Thut 等人，2011 年）。 大脑振荡活动的这种调节被假设为 rTMS 对 MDD 治疗效果的基础。 , 大脑振荡的夹带已被证明可以改变各种功能网络 (FN) 中的大脑活动，振荡的变化与任务性能、局部振荡活动、连接模式的改变相关，在运动网络的情况下，皮质脊髓耦合。

不同频率的 rTMS 刺激对 FN 参与和任务绩效有不同的影响。 这些不同的影响与 FN 具有一个或多个首选共振频率的事实一致，这些共振频率可以调节网络内部和网络之间的连接（Hacker 等人，2017 年，，，，rTMS 刺激的效果取决于刺激频率与刺激频率之间的相互作用目标 FN(s) 的持续振荡活动：被刺激的特定大脑区域的振荡模式（用脑电图 [EEG] 测量）是 rTMS 与相关 FN(s)3 结合的主要决定因素，以及影响关于网络性能。

额顶叶控制网络 (FCN) 在 MDD 中特别受关注，因为它在 MDD 中失调，功能障碍的程度与抑郁症状的严重程度相关。 最常用的神经解剖 rTMS 刺激目标是左背外侧前额叶皮层 (DLPFC)，它是 FCN 的关键枢纽。 此外，FCN 在整合多个其他 FN 的功能方面发挥着至关重要的作用。 ,, 10 Hz 是最常用的 rTMS 刺激，用于刺激左侧 DLPFC 目标，但尚未确定该频率是否最适合 FCN。 多个刺激频率对 FCN 有不同的影响，将 FCN 与默认模式网络 (DMN) 的相互作用从兴奋性改变为抑制性。 这一发现与以下事实一致：调整刺激频率会影响单个 FN 中的哪些节点参与，rTMS 刺激参与局部与非神经网络的程度。 远程网络模块，并有选择地改变 FN 和附属大脑区域之间的接合。 已知 FCN 连通性由 2 Hz（三角波段）到 20 Hz（β 波段）的多个频率介导（Johnson 等人，2019 年；Lopez 等人，2019 年；Cooper 等人，2015 年；18）。

本研究旨在确定是否有可能通过检查 FCN 内广泛刺激频率的频率耦合，确定 rTMS 治疗频率对 MDD rTMS 治疗期间 FCN 参与的不同影响。 最近有报道称，第一次应用于左侧 DLPFC 的 10 赫兹 rTMS 治疗前后，频带（α 光谱相关性或 SC）中全脑光谱连通性的变化预测了 30 次 rTMS 治疗过程的结果. 在当前的研究中，我们在一系列从 3 Hz 到 TBS 的 rTMS“询问”之后检查了广泛频谱的频谱相关性。 这使我们能够在该频谱上生成频谱相关系数 (SCC)，并确定哪些刺激频率会导致 FCN 内的 SCC 增加。 这项研究假设：1) 每个受试者的频率响应模式将显示一种或多种不同的刺激频率，这些刺激频率会增加 SCC； 2) 这些频率响应模式在受试者之间会有所不同，但在 rTMS 治疗过程中在受试者中具有高度可重复性；并且，3) 那些在 10 Hz 询问后 FCN SCC 集中增加（SCC 密度增加）的受试者更有可能对 10 Hz rTMS 治疗表现出临床反应。

学习目标

本研究的主要目的是证明 rTMS 在 10 Hz 以外的刺激频率下治疗抑郁症的可行性。 目标：

1. 确定每个受试者的频率响应模式是否显示出一种或多种不同的刺激频率，这些刺激频率会增加 SCC；
2. 确定这些频率响应模式是否因受试者而异；和，
3. 收集校外资金申请的试验数据，以研究 rTMS 治疗在个性化刺激频率下作为标准 10 Hz 协议的替代方案的疗效。