优化的磁刺激能更好的改善认知功能

神经调控技术可以通过利用电、磁等方法靶向调控大脑功能,被广泛的应用于认知神经科学的相关研究。其中重复经颅磁刺激(rTMS)能够改善局部及远隔部位脑区的功能,具有靶向调控脑功能的潜力,因此越来越多的应用于认知促进的研究。人们一直在探索如何提高rTMS对认知功能的促进作用,发现rTMS的刺激效应会受到刺激频率和模式的影响。


θ爆发式磁刺激(TBS)是一种新型的快速rTMS,它更接近于模拟大脑的自然脑电振荡模式,可能比传统的rTMS对认知有更强影响。然而,改良的TBS对认知功能的影响是否优于传统刺激序列尚未可知。因此,本实验室,基于行为学研究,通过比较传统的20Hz rTMS和iTBS对工作记忆和执行功能的促进效应,探索更有效的刺激模式。


本研究采用平行、随机、对照设计,纳入60名受试者,随机分为Sham组、20Hz rTMS和iTBS组,并接受相应模式的刺激,采用N-Back和威斯康辛卡片分类测验(WCST)评估受试者的工作记忆和执行功能。通过比较其对N-BACK和威斯康辛卡片分类测验(Wisconsin Card Sorting Testing, WCST)的改善效应,进而筛选出最佳的能够促进认知功能的刺激模式。

研究结果

图1.不同刺激模式对3-BACK、2-BACK正确率(ACC)和反应时(RT)的影响

3-back的ACC在20 Hz rTMS、iTBS和Sham后表现出显著的交互作用。20 Hz rTMS和iTBS刺激后明显改善,而Sham组无明显改善(A)。而在2-BACK的正确率和RT中未见差异。


图3.不同刺激模式间的比较

(A) iTBS对3-Back准确性的改善显著高于20 Hz rTMS和Sham;

(B) iTBS、20 Hz rTMS和Sham对3-Back反应时间的影响没有差异;

(C) iTBS对WCST持续错误率的改善显著高于20 Hz rTMS和Sham,但20 Hz rTMS和Sham无差异。

研究结论


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相关成果被世界神经科学协会的期刊eNeuro(IF=3.65)接收,并被评为当期的Featured Research,中心主任汪凯教授,田仰华教授作为通讯作者,中心成员吴兴启和王璐为并列第一作者。


原文链接: 

https://doi.org/10.1523/ENEURO.0392-20.2020