经颅磁刺激的生理基础以及临床应用

经颅磁刺激的生理基础以及临床应用

【摘要】本文从经颅磁刺激技术的提出、特点、作用等方向出发，详细阐述了经颅磁刺激的生理基础，并通过文献资料法，阅读多篇外文文献，阐述经颅磁刺激技术在现代临床中的应用。以便于让更多的读者详细认识TMS。

【关键词】经颅磁刺激；生理基础；临床应用

1 TMS的提出及作用

TMS在1985年由Barker首次提出，从此揭开了磁刺激技术及其临床研究的序幕。经过三十多年的发展，成为当下炙手可热的研究课题之一，现广泛的应用于康复医学和精神心理学。

2.1 调节神经突触的功能

重复经颅磁刺激可提高神经传导兴奋性，降低突触传导阈值，使原来不活跃的突触变为活跃的突触，从而形成新的传导通路。低频TMS 引起运动诱发电位抑制，而高频TMS 则引起运动诱发电位增强，这是因为激活了突触后膜的离子通道，改变了突触后细胞内的钙离子浓度，低频刺激使细胞内钙离子浓度降低，产生长时程抑制，高频刺激使细胞内钙离子浓度增高，产生长时程增强。

2.2 神经突触再生

突触的可塑性与神经系统的发育、成熟、修复、学习、记忆等重要脑功能密切相关。重复经颅磁刺激治疗可引起突触结构改变，如突触后致密物质厚度增加，突触间隙变窄而使突触传递功能增强。这表明，重复经颅磁刺激可通过调节突触功能影响神经网络重建。

2.3 对脑血流的影响

重复经颅磁刺激可能对皮质局部代谢水平和脑血流有调节作用，可使局部脑血流和血流速度增加，有利于神经细胞生长，形成新的树突和轴突。

2.4 对早期即刻基因表达的影响

Aydin-Abidin、Volz LJ、Mix A等人的研究均表明磁刺激能引起皮质较广泛的C-fos基因的表达增加，在松果体，视网膜及调节生物节律区，有更敏感的转录因子CREB磷酸化形式表达增加，重复磁刺激引起的这种效应更明显。

3 TMS的临床应用

3.1 TMS在偏瘫康复中的应用机理

3.1.1半球间竞争模型

健康人两半球间存在相互、平衡性的抑制或竞争。脑卒中导致一

侧半球受损破坏了这种平衡，使受累半球对于未受累半球的抑制减弱，未受累半球对受累半球的抑制增加，因此受累半球遭受“双重障碍”，即受损和过多的受抑制。而TMS能通过兴奋受累半球或者抑制未受累半球来平衡半球间的竞争。

3.1.2“双相平衡”恢复模型

结构保留度的大小决定半球间竞争模型和代偿模型哪一种占优势。结构保留度高，则半

球间竞争模型较代偿模型更占优势，而代偿模型在结构保留度较低时占优势。在代偿模型占

优势时，TMS能促进神经生长相关蛋白43和突触素的表达，增加部脑血流和血流速度。

3.2 TMS与肌张力障碍

肌张力障碍患者常表现出运动皮层的过度兴奋，由于对皮层缺少抑制，导致了皮质脊髓

的运动信号输出过量。TMS通过抑制皮质脊髓的过度活动来减少肌张力障碍的症状。

3.3 磁刺激对脊髓损伤运动障碍的作用

3.3.1兴奋脊髓损伤患者的运动皮层

脊髓损伤患者皮层功能受到抑制，而运动功能恢复过程中皮层

的抑制作用下调，因此刺激皮层增加对残存皮质脊髓束驱动能力，可能有助于运动功能

恢复。

3.3.2 rTMS 可以下调皮质内抑制

增强了脊髓上位中枢对脊髓节段兴奋性的调控作用，减轻脊髓反射的亢进程度，从而改

善肌肉痉挛和运动功能，正向调节皮质-脊髓通路中γ-氨基丁酸受体。

3.3.3 促进脊髓残余神经组织的可塑性变化

沿皮质脊髓束向下传导的神经冲动是诱导脊髓神经系统可塑性变化的重要手段，促进脊

髓内轴突生长脊髓损伤区内生长相关蛋白增加，通过下行的5羟色胺通路，兴奋脊髓中的中

枢模式发生器。

3.4 磁刺激国外研究

Yamanishi等对磁刺激和电刺激抑制逼尿肌过度活跃的治疗效果进行比较，发现磁刺激

能最大充盈的膀胱容量，在抑制逼尿肌过度活跃方面，磁刺激可能比电刺激更有效。

Bycroft等对 T6—12脊髓完全性损伤患者骶 2—4神经根进行磁刺激，也发现了磁刺激可

抑制逼尿肌收缩。

Rodie等对10例脊髓损伤患者和7例志愿者的实验，发现FMS诱导逼尿肌收缩的条件

包括：磁刺激时间>1 8，磁刺激频率>30 Hz，膀胱内液体量>200ml等。

4 结论

经颅磁刺激作为一种无创、无痛、安全可靠的技术在临床上已经取得显著成果，除了神

经康复学领域，经颅磁刺激也广泛作用于精神心理学，做为临床科室常用的诊断与治疗手段。此外，经颅磁刺激还可用于脑功能的检测与大脑皮层功能定位，在脑功能研究方面也具有巨

大的潜力。随着经颅磁刺激技术的不断发展及临床研究的不断深入，经颅磁刺激的应用将会

越来越广泛。

参考文献：

[1]The effects of motor cortex rTMS on corticospinal descending activityV. Di Lazzaro，*，P. Profice，F. Pilato；

[2]Action of 5 Hz repetitive transcranial magnetic stimulation on sensory，motor and autonomic function in human spinal cord injury

[3]Time-course of changes in neuronal activity markers following iTBS-TMS of the rat neocortex. Hoppenrath K；Funke K；

[4]Transcranial Magnetic Stimulation After Spinal Cord InjuryQ4 Basem I. Awad，Margaret A. Carmody；

[5]Basic Mechanisms of TMS.Yasuo Terao and Yoshikazu Ugawa