調(diào)節(jié)大腦皮層興奮性

高頻rTMS通過興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，激活突觸后膜的離子通道，改變突觸后細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度具有頻率依賴性，鈣離子作為第二信使，啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)一系列瀑布樣生化改變，最后啟動(dòng)DNA轉(zhuǎn)錄，合成新的蛋白質(zhì)，促成突觸功能和結(jié)構(gòu)的長時(shí)程增強(qiáng)（long-term potentiation, LTP），引起神經(jīng)興奮性增高。與之相反，低頻rTMS刺激后導(dǎo)致突觸前鈣離子濃度減少，進(jìn)而引起突觸功能和結(jié)構(gòu)的長時(shí)程抑制（long-term depression, LTD），引起神經(jīng)興奮性降低[1]。

影響神經(jīng)可塑性變化

相關(guān)研究證據(jù)表明rTMS興奮后的效應(yīng)可以促進(jìn)神經(jīng)的生長和再生，下圖中高頻磁刺激增加了患側(cè)前腦室下帶及梗塞區(qū)域神經(jīng)干細(xì)胞的遷移和再生[2]。同時(shí)rTMS也可以促進(jìn)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）再生，BDNF對神經(jīng)元的生長、出芽、合成代謝及調(diào)節(jié)傳遞呈正相關(guān)作用[3]。

改變腦血流量和代謝

多數(shù)研究表明rTMS能改變局部腦血流量及大腦皮質(zhì)代謝水平。有研究顯示，予健康人左額葉20Hz的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激，在短時(shí)間內(nèi)能增快腦血流度，平均血流速度除左右大腦后動(dòng)脈及椎動(dòng)脈外，均有不同程度的增加，以左側(cè)大腦前動(dòng)脈及左側(cè)大腦中動(dòng)脈平均血流速度的增加尤為明顯，提示rTMS對調(diào)節(jié)腦血流速度方面有一定作用[4]。

另一項(xiàng)研究中通過臨床實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證了TMS對遠(yuǎn)隔部位血流代謝的作用，rTMS刺激左側(cè)背外側(cè)運(yùn)動(dòng)前皮層（dPMC）依然能夠明顯改變較大面積以及較遠(yuǎn)距離的皮層區(qū)域的血氧水平依賴（BOLD）信號，包括扣帶回、腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層、聽覺皮層、尾狀核、左側(cè)顳葉、內(nèi)側(cè)膝狀體、小腦[5]。

影響腦組織神經(jīng)遞質(zhì)分泌 

rTMS可調(diào)節(jié)興奮性、抑制性神經(jīng)遞質(zhì)含量，刺激單胺類神經(jīng)遞質(zhì)分泌，優(yōu)化神經(jīng)功能并降低全身炎癥反應(yīng)刺激神經(jīng)因子的營養(yǎng)分泌。

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過低頻rTMS治療后患者血清單胺類神經(jīng)遞質(zhì)：去甲腎上腺素（NE）、5-羥色胺(5-HT)、多巴胺(DA)含量增高，血清氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸（Glu）、天冬氨酸(Asp)含量降低，甘氨酸（Gly）、γ－氨基丁酸(GAB)含量增高；血清神經(jīng)功能指標(biāo)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）含量增高，神經(jīng)元烯醇化酶（NSE）含量變低[6]，因此經(jīng)顱磁在治療抑郁癥時(shí)可以有效提高患者興奮類激素的生成從而改善病情。

[1]Hess G , Donoghue JP. Long-term potentiation and long-term depression of horizontal connections in rat motor cortex[J]. Acta Neurobiologiae Experimentalis, 1996, 56(1):397-405.

[2] Jing L , Haiqing Z , Liying Z , et al. High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) Improves Functional Recovery by Enhancing Neurogenesis and Activating BDNF/TrkB Signaling in Ischemic Rats[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2017, 18(2):455.

[3]Agnieszka B , Katz D M . Cellular Mechanisms Regulating Activity-Dependent Release of Native Brain-Derived Neurotrophic Factor from Hippocampal Neurons[J]. Journal of Neuroscience, 2002, 22(23):10399-10407.

[4]楊德本,謝建平,王曉明.重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對正常人腦血流灌注和速度的影響[J].中國臨床康復(fù), 2005, 9(37):2.

[5]Bestmann S , Jürgen Baudewig, Siebner H R, et al. BOLD MRI responses to repetitive TMS over human dorsal premotor cortex[J]. Neuroimage, 2005, 28(1):22-29.

[6]楊柳,劉玉山,吳寧渤,劉宏麗.低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對缺血+性腦卒中后抑郁患者血清神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子的影響[J].海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2017,23(10):1434.