一、脑网络

1、脑网络的概念

人脑是一个复杂的网络，由大量相互连接的皮层区域组成。脑的活动网络是由特定大脑区域的同步活动所形成的，这些活动被认为是不同行为、认知和情绪状态的基础。近年来，脑网络方法备受关注，并被广泛应用于相关认知功能和情绪的解码。基于大脑是一个由互连元件组成的大型复杂网络的概念，不同的大脑区域在静息状态下或者对刺激或任务的反应中通过振荡活动的同步而相互作用。大脑的结构成分在不同的空间尺度（从神经元到解剖区域）上形成了一个复杂的网络，从而产生了功能动力学。脑网络主要包括默认网络、额顶叶网络、边缘网络、背侧注意网络、显著性网络、视觉网络、躯体运动网络，其中，默认网络（DMN）是基于观察假设的，即大脑的特定区域在静止状态下始终被激活，而在参与任务期间被停用。有研究提出了大脑功能的联想理论，高阶认知过程源于多个空间分布的神经系统整合，失语症和精神分裂症等多种疾病源于特定联想通路的破坏。大脑网络效率与认知表现有关，从电生理数据中获得的网络测量可以区分健康大脑和神经退行性大脑衰老中的皮层网络特征。

2、脑网络的分析方法

大脑网络的方法包括结构连接、有效连接和功能连接。功能连接（FC）是指从不同大脑区域记录的时间序列数据之间的统计相互依赖性，并且可以借助相关性、传递熵或相干性等统计工具进行分析得到，它能衡量信号之间的线性和非线性统计学依赖关系，但是不能提供任何因果和方向。相反，有效连接是基于大脑区域之间的活动模式或解剖连接，具有方向性，因此可以评估区域之间的因果关系。脑区之间的功能连接可以基于不同脑区产生的活动模式之间的关系来衡量，这些活动模式随时间而变化。因此，通过连通性分析，我们可以了解复杂大脑网络的组织和功能系统状态。

通常功能连接是由功能性磁共振成像（fMRI）来测量得到的，fMRI有高空间分辨率，但时间分辨率较低，它是以秒来计算，人类的认知和情绪是以几百毫秒的尺度所产生。因此，具有更高时间分辨率的技术被用来弥补fMRI的不足。EEG是以毫秒级别来进行测量的电活动技术，可为提取表征皮层神经元同步机制的生物标记物提供支持，对临床研究具有重要意义，是表征健康人、神经系统疾病和精神疾病患者的脑功能特征的有力工具。脑电图改变与神经成像参数之间的相关性表明，它可以作为预测卒中患者功能预后的床边研究工具。

大量研究观察到，神经退行性疾病的特征是网络连通性显著降低。fMRI、脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）研究显示，同侧半球和对侧半球的连接改变、信息分离和整合之间的改变以及中心化之间的异常，这些都是神经性疾病脑网络发生的变化。网络变化的程度与潜在结构病理的程度、临床症状的严重程度和疾病持续时间相关。因此，功能连接和网络拓扑的评估可以提供一种综合方法来反映轻度认知障碍和阿尔茨海默症的进行性脑功能障碍。

二、脑网络与抑郁之间的关系

1、抑郁的病理生理学发生机制及脑网络变化

另外，杏仁核是最早发现与情绪障碍密切相关的大脑区域之一，且功能和结构连接分析都揭示了额叶-边缘和皮质纹状体-苍白丘脑回路中的异常区域连接。从静息状态或任务相关的fMRI数据估计显示出的功能网络连通性比解剖和扩散磁共振（dMRI）测量有更好的行为预测性能，无论是回归模型还是行为测量，这表明了在抑郁症的背景下研究功能连通性异常的重要性。这些都说明消极网络主要与功能连接减少、情绪网络和警觉性抑制、负面情绪的产生和意识系统抑制有关，并且包括边缘系统和默认网络中的大脑区域。此外，神经系统疾病也会伴随着抑郁情绪的发生，比如脑卒中，约有1/3的人受到脑卒中后抑郁的影响，这使卒中后抑郁成为一个严重的社会和公共卫生问题。这类患者是由于发生脑卒中后，卒中的部位会影响产生支配产生抑郁症状的脑区域，而且患者对接受自己患病这一事实难以接受出现的抑郁症状，但是该症状可以随患者病情的好转而改善。

2、卒中后抑郁的病理生理学发生机制及脑网络变化

生。

另外，在过去的40年，脑损伤的位置会影响卒中后抑郁的风险这一概念被广泛传播。有研究表明，PSD与特定的病变位置或半球之间存在关联，更容易发生在卒中的特定病变部位，如神经节和左侧前额叶。最近一项系统综述表明，卒中与PSD评估之间的时间分层影响了PSD与病变位置之间的关联，并发现在亚急性卒中后阶段，PSD与右脑半球病变之间存在很强的关系。越来越多的人认为，传统病变分析中使用粗略的病变位置和基于体素的病变-症状映射（VLSM）中使用的空间地形信息仅代表“冰山一角”：在很大程度上，病变的表面水平描述对广泛的大脑网络有潜在的影响。

三、抑郁和卒中后抑郁的治疗方案

1、抑郁类疾病常用的临床治疗方法

临床治疗方法多种多样，如药物治疗、心理治疗、行为疗法等。通常，抑郁症患者会接受各种抗抑郁药物治疗或者不同类型的心理治疗。血清素是抑郁症缓解的关键因素，恢复正常的大脑交流是血清素等抗抑郁药物成功发挥作用的机制之一。但是，大约有30%的抑郁患者对于药物治疗和心理治疗没有反应。选择性血清素（5-羟基三胺）再摄取抑制剂（SSRIs）被证明在预防和治疗PSD方面具有临床活性，尽管它们的作用尚未被明确证明，并且它可能导致出血和脑出血。为了弥补以上不足，增加抑郁障碍患者的脑激活、神经元数量和功能连接，使用另外的治疗方案是有必要的。神经调节方法，如经颅磁刺激（TMS），电痉挛治疗（ECT）和脑深部刺激（DBS）已被用来通过调节大脑神经元活动改善抑郁症状。

2、rTMS治疗脑网络

TMS是一种通过人的头皮传递电刺激的方法，作为一种安全、无创的脑刺激形式，能够独特的检查和调节人类的神经系统以及相关的认知和行为功能，为研究脑激活在心理过程中的因果作用提供了一个窗口。1980年，Merton和Morton通过使用经颅电刺激（TES）成功地通过头皮对清醒人类的运动皮层进行了电刺激。随后经颅磁刺激逐渐被应用于动物试验和人体临床试验，如评估皮质脊髓兴奋性、治疗抑郁、神经类疾病、疼痛等。TMS的刺激方案包括简单的单脉冲刺激和重复经颅磁刺激，单脉冲经颅磁主要用于探索脑功能，而重复经颅磁刺激（rTMS）被用来诱导大脑活动的变化，这种变化可以持续到刺激期之后。rTMS诱导的后遗症取决于刺激频率和刺激期的持续时间，低频刺激（≤1Hz）具有抑制作用，而高频刺激（>1Hz）在大脑中产生兴奋作用。脉冲刺激（TBS）是最成熟的重复性经颅磁刺激方案之一，其模式是基于大脑在海马体中发生的自然θ节律，已在动物研究中用于诱导突触可塑性。TBS由高频刺激的爆发组成，具有调节神经兴奋性和连通性的能力，间歇性TBS（iTBS）被设计为以爆发模式增加皮质兴奋性；而连续性 TBS（cTBS）则是降低皮层兴奋性。

rTMS在受刺激区域的调节作用已经允许治疗情绪障碍，特别是在抑郁症患者中显示出显著的疗效。此外，rTMS也应用于精神类疾病的治疗，rTMS治疗抑郁症和焦虑症的潜在作用机制之一是通过改变异常的功能和结构连通性，调节涉及额叶皮质和皮层下边缘区域的分布式脑网络中与抑郁焦虑相关的功能失调活动。目前的证据表明，rTMS诱导的大规模功能网络（包括默认模式、中央执行和显著性网络）内部和之间的抑郁相关功能障碍正常化与抑郁症状的改善有关。也有报道，在rTMS治疗抑郁症后，白质微结构测量的变化，主要是在背外侧前额皮质，可能逆转了抑郁相关的异常网络变化。有研究使用近红外发现经过iTBS模式干预后，焦虑抑郁患者的症状有所改善；干预前各感兴趣区域之间的功能连接强度明显低于干预后。另外，有研究使用iTBS治疗抑郁症，结果表明，iTBS在治疗抑郁症中具有良好的效应。抑郁TMS方案被认为“刺激”前额叶背外侧，重要的是，也影响连接的边缘系统区域，其中左侧前额叶背外侧和亚属前扣带皮层之间的连接似乎与TMS治疗成功最相关。

抑郁症患者有左侧DLPFC代谢减退，通过使用rTMS进行干预可改善这一情况，并且rTMS通过作用于皮质—皮质下网络来调节情绪。有研究表明，低频rTMS联合抗抑郁药治疗PSD患者抑郁症的有效性和安全性。有研究表明，rTMS治疗与患者的情绪症状和默认网络内不同抑郁相关区域的功能连接显著改变。对PSD患者使用经颅磁刺激治疗，研究结果表明，rTMS对PSD的恢复是有益的。有研究表明使用加速rTMS治疗后，卒中后抑郁患者的抑郁症状得到了改善，表明加速rTMS是一种有效的手段。通过评估认知功能可以及早发现抑郁症状，rTMS结合正念减压疗法可能被认为是治疗PSD的潜在有用方法。一项荟萃分析表明，与假rTMS组相比，rTMS组在使用随机效应模型治疗后抑郁症的症状改善增加。另外一项荟萃分析表明，在左侧 DLPFC上应用高频rTMS是治疗PSD的有效替代方案。因此，经过rTMS的治疗，能够改善抑郁和卒中后抑郁患者的脑网络，继而改善患者的抑郁症状，是一种有效的治疗方法。 

四、经颅磁刺激和脑电图结合的意义

目前，还有一种新型的技术成为了脑网络的研究热点。TMS-EEG是一个新型的工具，它能够用经颅磁刺激刺激大脑，同时测量和可视化经颅磁刺激诱导的全脑网络反应，EEG与TMS递送的同时记录可能有益于未来的研究。目前，TMS-EEG逐渐应用于临床，它能直接、客观、无创地阐明特定皮层区域的内在特性，包括兴奋、抑制、反应和振荡活动，而与参与者的意识努力无关。有研究对抑郁症患者使用TMS-EEG，发现在rTMS之后，抑郁患者在F3和F4电极位点的静息γ功率以及C3和T3电极位点的静息θ和γ耦合显著增加，这可能表示EEG测量与rTMS治疗能够成为抑郁症的潜在生物标志物。生物标志物被定义为“客观测量和评估的特征，作为正常生物过程、致病过程或对治疗干预的结构或功能变化的指示”。另一项研究表明，前中线θ功率和连通性的变化显示出EEG对预测rTMS治疗抑郁症有良好潜力。大脑对TMS-EEG的反应可以揭示大脑网络状态，包括兴奋性降低、有效连接、扰动复杂性和自然频率，这些状态可识别急性脑卒中患者发生谵妄的高风险。因此，TMS-EEG未来会成为一个有利的神经科学工具，并为卒中后抑郁患者提供客观的评定指标和有效的治疗方案。

注文章出处：刘倩,杨雪,张红梅等.脑网络和经颅磁刺激在抑郁症状中的应用研究.[J].中国康复医学杂志.2025.40（6）:962-967.