BRAIN SCIENCE
学术前沿
非运动靶点rTMS治疗慢性疼痛的TMS-EEG疗效预测标志物:alpha频段诱发振荡动力学
一、研究背景
高频重复经颅磁刺激(rTMS)初级运动皮层(M1)是慢性疼痛的循证治疗,但约半数患者无显著镇痛;左背外侧前额叶(DLPFC)、前扣带皮层(ACC)与后上部岛叶(PSI)等非运动靶点的疗效波动大,缺乏筛选工具。TMS-EEG可在毫秒尺度定量皮层反应性(全局/局部平均场功率GMFP/LMFP)与诱发振荡活动(alpha频段ERSP/ITC)。本团队前期对同一试验M1臂的分析显示,治疗前GMFP、LMFP与alpha功率、同步化较低者镇痛更佳。本研究进而检验非运动靶点是否具有方向不同的预测标志物。
二、研究目的
在大样本随机对照试验(NCT06395649)的二次分析中,检验非运动靶点(DLPFC、ACC、PSI)rTMS应答者与未应答者治疗前TMS-EEG指标是否存在差异,并评估其与疼痛下降幅度的关联,为个体化靶点选择探索神经生理学依据。
三、研究方法
本研究为预先设定的探索性二次分析,纳入45例慢性疼痛患者,随机接受DLPFC(16例)、ACC(10例)或PSI(19例)刺激。入选标准为18~80岁、疼痛持续≥6个月、基线数字评分(NRS)>3/10,涵盖神经性、伤害可塑性(nociplastic)与伤害性(nociplastic)疼痛;排除重大精神障碍、不稳定躯体疾病、妊娠/哺乳、无法完成随访、物质使用障碍及rTMS禁忌证;另纳入20名健康对照提供参考范围。干预为8周内共12次10Hz rTMS:诱导期连续5日每日1次,维持期其后7周每周1次;每节30串、每串100脉冲(串内10s、串间20 s),共3000脉冲、15min;DLPFC强度为手部静息运动阈值(rMT)的110%,ACC/PSI为下肢rMT的90%;DLPFC采用Cool-B35八字线圈,ACC/PSI采用Cool-D-B80双锥线圈(MagPro R30刺激器)。治疗前一周行TMS-EEG:64导10-5系统、采样率4800 Hz、右乳突在线参考、阻抗<5kΩ、每靶点约200脉冲(刺激间隔2000~2400ms),以TMS听觉伪迹控制(TAAC)行噪声掩蔽,InVesalius神经导航联合rt-TEP实时监测(早期峰峰幅25~120 ms控制在6~25μV)。指标包括GMFP(DLPFC取15~120 ms、ACC/PSI取20~120ms,全部电极TEP的均方根)、LMFP(靶点周围电极簇)及8~45Hz Morlet时频分解的alpha(8~12Hz)ERSP(基线−600~−50ms)与ITC,bootstrap 500次置换并经FDR校正。应答定义为平均疼痛强度(0~100视觉模拟评分VAS)自基线至疗程结束下降≥30%。统计用SPSS 25:双因素混合方差分析(时间×分组)、Bonferroni事后检验与偏η²;应答与靶点无关联(χ²(2)=3.97,p=0.138),故三靶点合并分析;组间比较用t检验或Mann-Whitney U,相关分析用Spearman(Bonferroni校正)。
四、结果
45例中20例(44%)为应答者,女性应答率(53%)高于男性(27%);按靶点PSI应答率为58%(11/19)、ACC为50%(5/10)、DLPFC为25%(4/16)。时间×分组交互显著:近7天平均VAS疼痛F(1,43)=17.025、P<0.001、偏η²=0.28,近24小时VAS F(1,43)=9.480、P=0.004、偏η²=0.18,BPI疼痛严重度F(1,43)=8.177、P=0.007、偏η²=0.16;第8周时应答者疼痛显著低于未应答者(近7天VAS P<0.001,95%CI−34.6~−12.8;近24小时VAS P<0.001,95%CI −40.2~−16.3;BPI严重度P<0.001,95%CI −2.9~−0.9)。BPI干扰、疼痛区域数、用药数量、睡眠、疲劳、HADS与生活质量均无显著交互(F1,43≥3.571,P≥ 0.066)。不良事件见于30%的治疗节(头痛8%、头晕7%、颤抖或麻木或电流通过感6%等),53%集中于诱导周。TMS-EEG方面,GMFP组间无差异(t43=0.556,P=0.581),LMFP亦无显著差异(t43=1.845,P=0.072);应答者治疗前alpha ERSP(Mann-Whitney U=2.672,P=0.008)与alpha ITC(t43=2.741,P=0.010,95%CI 0.04~0.24)显著更高,且二者与疼痛下降百分比均呈负相关(r=−0.36,P=0.014;r=−0.33,P=0.026),即治疗前靶区alpha功率与相位同步越高,镇痛幅度越大。








五、结论
非运动靶点rTMS可使44%的慢性疼痛患者获得有临床意义的疼痛下降,其中PSI与ACC的应答率高于DLPFC。治疗前刺激靶区的TMS诱发alpha振荡活动(ERSP/ITC)是疗效预测标志物,且方向与M1臂相反:M1获益者治疗前alpha活动偏低,非运动靶点获益者则偏高,提示rTMS可能通过纠正靶区特异的振荡偏离(下调非运动区过高的alpha、上调M1过低的alpha)发挥疗效。TMS-EEG标志物有望用于治疗前富集人群与个体化靶点选择,但仍需前瞻性验证。
六、局限性
本研究为二次探索性分析,各靶点样本量小、疼痛病因异质;双锥线圈刺激势必同时激活浅层皮层,传感器级EEG空间分辨率有限,实际被调制的结构不能确证;结果为相关性证据而非因果;健康对照数据仅作描述性参考;作者呼吁以预设靶点特异性标志物的前瞻性试验验证,并结合机制研究。
出处:De Martino E, Bach MM, Couto BN, Jakobsen A, Ingemann-Molden S, Casali A, Graven-Nielsen T, Ciampi de Andrade D. Higher Pretreatment Evoked Alpha-Band Oscillatory Brain Dynamics Predict Chronic Pain Reduction of Noninvasive Brain Stimulation of Nonmotor Targets. Neuromodulation: Technology at the Neural Interface. 2026 Apr 13. doi: 10.1016/j.neurom.2026.03.017.
