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小科普:经颅磁刺激TMS和脑电波神经反馈训练

作者:杨锦陈博士

根据定义,自闭症是一种脑神经发育障碍。在康谱睿启之前发表的《唤醒自闭症的社交脑功能: 史上最有名的TMS案例》一文中,我们了解到经颅磁刺激/TMS技术在自闭症治疗里面的首次尝试。患有阿斯伯格综合症(一种高功能自闭症)的罗比森,在哈佛医学院接受了12次TMS治疗,主要使用磁场刺激大脑额叶。这种磁刺激治疗一定程度上唤醒了他大脑处理情感的能力,但也给他的生活带来了巨大冲击,甚至导致他第二次婚姻破裂。

 

虽然是一种实验性的疗法,但很多星宝通过不同渠道接触和使用过经颅磁刺激/TMS。脑电波神经反馈训练与经颅磁刺激TMS,都属于脑神经调控技术,二者究竟有哪些不一样,我们今天就来看看。

一、什么是经颅磁刺激

经颅磁刺激/TMS是从头皮表面释放脉冲式的磁场,对相对集中的脑区进行刺激的技术。贴近放置在头皮上的线圈会产生100微秒(一秒的万分之一)到200微秒的一个磁场,强度在1.5-3T之间(相当于医院常用的核磁共振扫描仪的磁场强度),一次治疗一般包含3000-6000次这样的磁场刺激。

根据电磁感应原理,磁场变化引起大脑里面电场的变化,进而改变大脑的活动,比如引起神经细胞的去极化与放电。它主要通过不同的频率来达到治疗目的,高频(5-20 Hz)主要是兴奋的作用,低频(≤5 Hz)则是抑制的作用。经颅磁刺激/TMS能够暂时“关闭”和“重启”目标脑区,并增加一些脑神经物质的产生,也会促进神经可塑性

美国食品药品监督管理局FDA自2008年起依次批准TMS用于治疗重度抑郁、偏头痛和强迫症,但没有批准用于治疗自闭症(无论是成人还是儿童)。

所以经颅磁刺激/TMS目前在自闭症领域,还是一种实验性的手段。少量研究发现,使用TMS来刺激前额叶,有助于减少自闭症患者的重复性行为、烦躁情绪和社交回避。近期两项我国的研究发现,TMS有助于改善低功能自闭症儿童的社交和言语缺陷,提高模仿能力和社交能力。需要注意的是,这些研究都是处于早期阶段,还需要进一步更深入的研究才能知道这个技术能否广泛应用于自闭症治疗。

二、什么是脑电波神经反馈训练

人脑中有上千亿个神经元细胞,这些神经细胞是通过电信号来传递和交流信息的,而这些电信号通过头皮外被记录到,就是脑电波。脑电波是对脑神经活动进行直接、实时的记录。

神经反馈训练的过程,是利用强化学习的原理,通过对脑电波的自我调节情况(变强或变弱) 马上给予视觉和听觉的反馈/强化,形成学习效应,并通过神经可塑性改善或加强神经连接,最终在行为和功能上得到改善与提升。神经反馈训练在多动症领域已经使用了20多年,并在2012年被美国儿科医学会AAP正式推荐为多动症的一线疗法。

2015年的一项研究采用脑控游戏的神经反馈训练,旨在改善自闭症儿童的社交功能。结果显示通过2个月的脑电波神经反馈训练,自闭症儿童的模仿能力、情感反应能力和情绪识别能力增强,日常生活行为也有改善。这种基于游戏的“数字医疗”正成为脑神经障碍治疗领域的国际潮流,标志性的事件就是,美国食药监FDA在6月16日批准了世界首款处方游戏(数字医药)用于儿童多动症的治疗

除此之外,有10项左右在儿童中进行的严格的临床试验表明,通过1-3个月的脑电波神经反馈训练,自闭症儿童的症状减轻、社交功能和注意力得到增强。

三、TMS与神经反馈的异同

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经颅磁刺激/TMS通过类似于“重启电脑”的方式,施加外部物理刺激,改变大脑生理活动,对于脑功能的调控是粗放式的,磁场也会干扰到非目标脑区。

脑电波神经反馈训练是基于和ABA相同的强化学习原理,不施加外部电磁刺激,而是通过视觉听觉反馈引导儿童自主调节功能相关的大脑活动 (如社交脑功能),并进行闭环训练。今年2月份,麻省理工大学McGovern脑研究院主任Desimone发表研究论文指出,神经反馈训练是最精准的脑调控技术。

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经颅磁刺激/TMS依赖于刺激而不是训练,而脑电波神经反馈训练是通过不断的训练去提升自闭症儿童社交脑区的活动。自闭症的研究和临床实践都表明,自闭症的技能缺陷是需要通过大量的训练和练习来弥补丧失的学习机会的,光改变生理结构不进行功能训练,并不能真正获得技能。

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经颅磁刺激/TMS的能保持多久?目前的研究发现,只能保持1小时到4个星期。而脑电波神经反馈训练效果的保持时间,目前最长的追踪研究发现可以保持3年。显然,对于促进神经发育而言,效果保持越久越有帮助。

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经颅磁刺激/TMS的临床应用对象基本都是成年人,在儿童群体中的使用世界各国都没有得到正式的批准。脑电波则是在儿童癫痫检测、儿童多动症等领域广泛应用了几十年的技术,也得到了美国儿科医学会AAP的官方推荐。

图片来源于网络

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