NPP: 重複經顱磁刺激產生抗抑鬱效果的基礎：全腦功能連接與局部興奮度變化

• 2020 年 4 月 1 日
• 筆記

重複經顱磁刺激 (rTMS) 是重度抑鬱症 (MDD) 常用的治療方式，但是我們對經顱磁刺激產生抗抑鬱效果的機制了解甚少。此外，我們也缺乏能夠用以預測和追蹤臨床效果的大腦訊號，而這些訊號能夠幫助進行分層與優化治療。本研究中，我們進行了隨機、假性對照的臨床試驗，在rTMS前後分別測量電生理、神經成像和臨床變化。患者（N=36）被隨機分為兩組，分別接受有效刺激或偽刺激的，針對左背外側前額葉皮層(dlPFC)的rTMS干預，為期20個連續工作日。為捕捉由rTMS驅動的大腦連接與因果興奮性上的變化，我們在干預前後均對患者進行了靜息態fMRI和TMS/EEG數據採集。通過同時進行的TMS/fMRI，可以評估抑鬱組與健康對照組之間大腦因果連接基準線的差異。相比偽刺激組，我們發現rTMS引起了：

（1）dlPFC的全腦功能連接增強；

（2）誘導產生負性dlPFC-杏仁核連接；

（3）TMS/EEG誘發電位下的局部分散變化。

大腦全腦功能連接的變化可以預測臨床干預效果，而全腦功能連接與TMS/EEG的變化均能夠追蹤臨床結果。相比健康被試，我們觀察到抑鬱患者dlPFC對杏仁核的干擾抑制作用。總之，rTMS通過積極干預，誘導刺激位置產生持久性連接和興奮性變化後，dlPFC似乎能更好地參與杏仁核自上而下的控制。這些網路功能方法不僅能夠預測，也能追蹤臨床效果，為優化干預方法打開了一扇潛在的大門。本研究由斯坦福大學的學者發表在Neuropsychopharmacology雜誌。

引言

抑鬱症是一種廣泛流行的、嚴重的精神疾病。即使是藥物與心理治療相結合的干預，效果都不甚理想。新的療法，如重複經顱磁刺激，可以調節腦網路內或網路間的連接。因該療法建立在對抑鬱症腦網路功能障礙的新興理解上，所以可能促進非侵入式療法的發展。臨床試驗表明，針對背外側前額葉皮層（dlPFC）的10Hz rTMS對於抗抑鬱有明顯效果，得到了食品與藥物管理局許可，並因此在臨床上得到廣泛應用。即使如此，其治癒率還是令人失望。此外，臨床效果雖然得到了一定證明，rTMS技術的發展中還是缺乏神經生理過程，以調整或澄清dlPFC內具體的解剖學靶點，況且我們對該腦區（dlPFC）的理解還存在爭議。近期，幾個研究試圖通過任務態功能性核磁共振成像（fMRI）、個體化腦網路映射和靜息態連接的方法，解決與rTMS相關的異質性問題。但前期研究主要：

（1）缺乏必要的假性對照，以區分干預效果與安慰劑反應因素。

（2）除連接改變外，沒有使用因果性腦測量方法來解釋rTMS作用機制（如某區域激活導致另一腦區變化）。我們對於rTMS機制理解的不足，使得治療技術的優化受到了阻礙。

目前為止，神經成像研究中，在探查rTMS在左側dlPFC與抑鬱症的關係時，均藉助傳統的腦測量方法（如fMRI或EEG）進行治療前後的檢測。這些研究普遍發現，在rTMS干預後，額葉或顳葉的功能、激活度以及神經連接產生了變化。

關於額葉變化：rTMS顯示出DMN網路內超連通性（hyperconnectivity）的正常化，dlPFC-內側前額葉異常連接的恢復，而且可以基於dlPFC-前扣帶回或前扣帶回-頂葉連接來預測臨床結果。

關於顳葉變化：左側dlPFC rTMS結果顯示，杏仁核血流量增加，被試對負性面孔的反應降低。

除了神經解剖學靶點與rTMS抗抑鬱效果相關外，我們關於rTMS如何作用於這些腦區的機制理解也有限。一直以來的概念是，10Hz rTMS通過長期增強作用（LTP）來提升腦網路興奮度，從而產生治療影響。但是人類研究中，支援該理論的證據不足。事實上，近期一項關於rTMS（而非大腦切片中電誘發的LTP）的動物研究提出了不同於LTP的另一機制：減少皮層抑制。比如將10 Hz rTMS應用於貓的視覺皮層，會導致長期抑制作用的減弱，單一經顱磁脈衝反彈，這也證明了視覺加工時的抑制減弱。我們最近的研究也曾表明，在類rTMS實驗中，用10Hz進行顱內皮層電刺激10分鐘，會抑制20到40毫秒的刺激激活潛能。考慮到這種潛能的自然抑制作用，該類研究證明了rTMS可能通過一種先前未知的大腦皮層抑制減弱機制產生作用。因此，理解究竟哪些腦區和神經生理過程受非侵入rTMS影響而改變的一種方法是，使用同步fMRI或EEG，探測由TMS脈衝直接誘發的大腦激活。同步TMS/fMRI亦可揭示哪些下游腦區受到dlPFC刺激影響。

為了更好地理解10Hz rTMS療法機制與預測因子，我們進行了針對重度抑鬱症患者的rTMS多模態假性隨機對照研究，檢測了靜息態fMRI下的連接變化（圖2）和TMS/EEG誘發的神經反應（圖3圖4）。另外，我們還使用同步TMS/fMRI對比了抑鬱症患者與控制組治療前的TMS激活反應，來確定rTMS誘發的大腦連接變化能否從原因上解釋抑鬱症中混亂的神經聯繫（圖5）。我們初始假設重點只是同步TMS/fMRI的臨床試驗。但是由於設備故障，使得數據收集和試驗後測難以在一年半內完成。因此不得不修改計劃，轉而分析靜息態fMRI與TMS/EEG。總體來講，實驗目標同之前一致：

（1）檢測dlPFC與其他抑鬱相關腦區間的因果聯繫。

（2）探查rTMS抗抑鬱療法對於異常腦區連接的影響。

我們假設對於左側dlPFC的10Hz rTMS能誘發dlPFC中刺激部位的連通性變化，在對靜息態fMRI與TMS/EEG的異常模式進行調整後，能夠反映出上述變化；並且這些變化的強度能夠預測、追蹤臨床效果。總之，結果表明，10Hz dlPFC的rTMS能夠對抑鬱症產生長時效、臨床相關的神經調節作用，這可能部分與從dlPFC到杏仁核的自上而下的控制加強有關。

材料與方法

被試

初始被試共有85位重度抑鬱症患者，經過下述標準篩查後，36位患者同意參與本研究，並獲得斯坦福大學機構審查委員會的批准（見表S1）。此外，28位健康對照被試同意進行與抑鬱症患者獲得治療前相同的實驗程式（健康被試不參與再測）。所有抑鬱患者年齡介於18至50歲間，右利手，符合DSM-4對於抑鬱症的診斷標準。抑鬱患者在治療開始前兩周無服用藥物。為限制安慰劑反應率，從而減少假性rTMS激活對照，又不增加抗治療人數，納入標準允許一次抗抑鬱試驗失敗，但失敗次數不得大於3次。排除標準包括：進行MRI的禁止條件（如體內金屬）；曾失去意識的頭部創傷史，這可能降低癲癇發作閾值；癲癇發作史；神經或不可控疾病史；活性物質濫用；精神障礙或雙相情感障礙；以及ECT或rTMS失敗史。患者可共病焦慮症（但非創傷性應激障礙），若患者符合終生雙相情感障礙、物質依賴或精神分裂症的標準也被剔除。我們分別在治療前（第一天）、治療中（第十天）及治療後（第二十天）使用漢密爾頓抑鬱評估量表（HamD）對患者抑鬱癥狀進行評測。健康被試無使用藥物，且不滿足任何一項精神障礙診斷標準。

關於靜息態fMRI連通性檢測，在剔除不符合標準數據後，試驗納入28名健康對照被試和31名抑鬱症被試(18例完全主動rTMS, 13例完全假性rTMS)。

關於單脈衝TMS/EEG部分，刺激傳遞到治療部位(治療刺激點位位於額頂葉控制網路FPCN的左側dlPFC部分，如下圖所示）。右側刺激點位比左側dlPFC同源點位更靠前(基於它是腹側注意網路VAN的一個成分)，或初級視覺皮層(V1)。FPCN刺激分析包括17名健康控制被試與26名抑鬱症患者（16例真刺激，10例假刺激）的rTMS療法前後測。由於VAN與V1刺激條件作為一種對比，可以幫助深入理解FPCN中dlPFC在治療前後變化，因此試驗分析僅包括主動激活rTMS的患者數據（12例患者的右側FPCN dlPFC，10例患者的左側VAN dlPFC，以及15例患者的V1）。

關於TMS/fMRI前測成分，21名健康被試（HCs）與20名抑鬱患者接受了FPCN和VAN dlPFC位點的刺激。

不同研究成分和刺激點位的樣本差別反映了刺激有效性、被試有效性和數據品質等因素。

隨機化、目標與假性控制

本研究主要目的是探查rTMS的神經機制，而非論證主動與假性rTMS臨床結果的區別，對比二者的神經影像學研究經常動機不足，因為多個隨機試驗已證實了假性rTMS的臨床效果。所以，為最大化鎖定預測或追蹤神經訊號的可能性，相比假性rTMS組，我們在真rTMS組別中納入了更多被試。具體做法是，患者以2:1的比例被隨機分入積極或假性rTMS治療中，實驗設計採用雙盲假性對照。為最大化雙盲假性對照設計的效度，我們採用：

（1）一個TMS方向感測線圈用來提醒操作者，是否正確操作（真刺激vs.偽刺激）；

（2）放置在線圈下的電極通過作用於頭皮的低強度電刺激來激活偽刺激。這一電刺激假性對照方法的有效性，曾在一篇多點位經顱刺激治療的研究中得到過證實。（見原文參考文獻）

研究使用Brainsight無框架立體定向神經導航軟體處理分層掃描採集到的高解析度T1加權解剖學成像，為每位被試定位TMS/fMRI，TMS/EEG和rTMS治療中的經顱磁刺激部位。進而以鼻竇和雙側耳屏為基準標記，標準化頭部位置，在每位被試的自然空間解剖影像中識別頭皮的TMS靶點位置。

rTMS 治療

兩種rTMS均使用 MagVenture X100 經顱磁電刺激器和液冷B65 A/P蝶形線圈（MagVenture）操作。rTMS擬包含每日左側dlPFC刺激，由4秒10Hz訓練與26秒休息組成，重複37.5分鐘（3000次脈衝）。在每個受試者靜息運動閾值的120%處進行刺激，該閾值被認為刺激強度最小閾值，在被試左側初級運動皮層被刺激的情況下，該閾值的刺激可誘發至少50%可見手指運動。假性rTMS治療則是通過快速翻轉TMS線圈與頭皮電刺激模仿rTMS。

後測

在rTMS結束24小時後，進行臨床後測評估，使用靜息態fMRI和TMS/EEG範式與治療前數據對比。

圖1. 實驗設計.

健康被試（HCs）與重度抑鬱症患者（MDD）入組並接受靜息態fMRI基準線，同步TMS/EEG，同步TMS/fMRI檢測，以及臨床評估。之後患者隨機分配參與雙盲rTMS和假性對照實驗，主要為每日10Hz針對左側dlPFC的有效或偽刺激。治療後至少24小時，患者還需進行靜息態fMRI、同步TMS/EEG和臨床評估的治療後測。

靜息態fMRI-功能連接分析

為接近刺激的有效區域，我們圍繞被試的刺激坐標，生成了一個12mm的感興趣區域(ROI)。如前文所述，該錐形ROI由半徑為2、4、7、9和12mm球體連接而成，都集中在刺激部位。目的是模仿TMS隨距離產生的衰退效果，如ROI刺激點周圍2mm內權重為1，2-4mm間權重為0.8，4-6mm間權重為0.6，以此類推。然後將錐體製作成mask，以排除腦外體素干擾。為獲取靜息態下連接的單一估值，我們計算了每位患者ROI刺激點位的全腦功能連接。我們使用Martuzzi等人提出的全腦功能連接計算方法，即平均mask內每一體素與其他體素BOLD時間序列的相關值的平方。該方法可平均分配正負相關權重（如，高負性相關會增加全腦連通性得分）。這一方法近期得到大量關於神經生理疾病研究的驗證，並被證實用於識別前額葉異常連接格外有效。

為驗證該指標在本研究樣本中的重測信度，我們還計算了假性對照組治療前後個體內和個體間的變異性。我們發現個體間變異顯著更小（t11=-3.7，p=0.0036），顯示了良好信度。最後，為了確保試驗結果的特異性，我們還計算了其他10個隨機選擇的前額葉種子點的全腦連接，每個種子點都有同上所述的12mm的圓錐體。

在計算完全腦功能連接後，我們使用相同的錐形ROI展開後續的配對連接分析，以生成每位被試的種子點-體素相關圖。這一步驟使我們能夠探查刺激點位與其他腦區間的靜息態功能連接，從而看到哪個腦區有助於dlPFC中全腦功能連接的變化。不僅使用探索性全腦分析，我們也使用了一個包含雙側內側和外側前額葉皮質、前扣帶、杏仁核和扣膜的mask，對大腦連接性進行評估。該mask在先前的研究中被認為包含與抑鬱和TMS反應有關的額顳葉結構。

同步TMS/EEG

為了評估rTMS治療前後大腦興奮度的因果模式，我們進行了同步TMS/EEG映射(N = 16有效rTMS, 12假性對照rTMS，共28例)。單一TMS脈衝被傳送至四個皮層靶點：雙邊FPCN dlPFC點位；注意網路（VAN）左側前中回的dlPFC；初級視覺皮層（V1）。

在TMS單一脈衝作用時，同步記錄EEG數據。所有電極的阻抗保持在5 kohm以下，EEG數據以2048Hz取樣，以最小化刺激偽跡的持續時間。鼻尖作為參考。

同步TMS/fMRI

為研究靜息態fMRI分析中顯示的腦區下游影響的標準模式，以說明治療相關腦區變化，一組抑鬱症患者（N=20）與配對健康對照組（N=21）按擬定流程接受了同步TMS/fMRI掃描。使用MagVenture MR-磁共振 MRI-B91，將單一脈衝作用於FPCN或VAN的左側dlPFC節點，量化比較下游fMRI的BOLD反應。刺激強度為每位被試靜態運動閾限的120%。傳送70 TMS脈衝5分鐘，每2.4秒一次的七次交替刺激組成10個單元。使用靜息fMRI獲取磁共振參數，在2秒內完成單個全腦容量的成像，然後掃描儀暫停0.4秒，在此期間可以發送刺激脈衝，每一TMS單元時長16.8秒。我們採用這種交叉聚類方法，以避免在TMS脈衝作用同時獲得的fMRI數據被破壞。每一TMS單元時長16.8秒。

結果

臨床結果

根據漢密爾頓抑鬱量表顯示，rTMS組內抑鬱癥狀明顯改善（時間效果；F(1,33)=26.4, p < 0.001）。每一治療組中，5位患者被歸為臨床應答者（50%臨床癥狀減少，rTMS中有27%，偽刺激rTMS中38%）。與預期效果一致，由於我們以多通道機製為主的實驗設計樣本量的關係，幾個治療組別無顯著臨床差別。

靜息態fMRI連接

我們首先採用線性混合模型，檢測rTMS治療是否改變了dlPFC刺激點位的全腦功能連接。結果顯示存在顯著治療的組別*時間交互作用（F(1,52) = 6.54, p = 0.013, Cohen』s d = 0.46, N = 31 圖2a，b）。這一交互作用由rTMS中全腦功能連接的增加導致(posthoc pairwise test, F(1,28) = 7.28, p = 0.012, Cohen』s d = 0.75, N = 18)，但在假性對照組中無連接變化(posthoc pairwise test, F(1,27) = 0.44, p = 0.51, Cohen』s d = 0.29, N = 13)。由rTMS誘發的連通性變化使得抑鬱症患者總體上更接近健康被試的腦區連接模式。

關於空間特異性對照，我們分析了另外10個隨機選擇的前額葉種子點的全腦功能連接，rTMS並未對這些種子點直接靶向定位。當我們將這10個種子點與刺激點位連接起來時，發現了受刺激部位強雙向交互作用驅動的顯著三向交互關係（種子點×組別×時間;F(43,420) = 2.16, p < 0.001）。而分別分析時，卻無明顯組別*時間交互關係（p > 0.1）。

為進一步理解rTMS帶來的dlPFC內連接變化，我們將每位患者的刺激點位生成種子點連接圖，以檢查抑鬱症皮質邊緣迴路中的靶點（如內外側額葉、島葉和杏仁核）。結果揭示，雙邊杏仁核及對側dlPFC均發生了明顯連接變化（圖2）。如上所述，rTMS誘發的變化促使抑鬱症患者神經連接更趨近於對照組。值得注意的是，標準負性dlPFC -杏仁核連接僅在rTMS組治療後才明顯。

圖2 有效rTMS調節左側dlPFC刺激點位的神經連接，預測和追蹤臨床反應。

a 為每位被試確定左側dlPFC刺激靶點，基於額頂控制網路（FPCN）位置。

b 治療組別（有效刺激，偽刺激）*時間（前測，後測）的rTMS整體功能連接效果。

c 治療組別*時間rTMS的功能連接，基於dlPFC刺激點到雙側杏仁核和右側dlPFC。rTMS治療後的患者與健康對照已無顯著差別，而這些患者在治療前測中存在明顯損傷。右側dlPFC中，即使在治療後，患者的連接持續增加。

d 更低的左側dlPFC全腦功能連接基準線能夠預測rTMS中漢密爾頓量表得分變化，這裡用基準線中位數說明。

e 左側dlPFC全腦功能連接的前後測變化與漢密爾頓得分變化相關。

接下來我們確定了dlPFC全腦功能連接是如何影響臨床治療結果的。在rTMS組，基準線左側dlPFC的全腦功能連接可預測臨床結果，例如在前測中連接程度較低的患者，卻在臨床上有更大的改善（線性混合模型，全腦功能連接*時間作用，F(1,31) = 8.52, p = 0.007, Cohen』s d =1.59）。此外，前後測中神經連接的增加與漢密爾頓量表評分變化呈負相關，表明dlPFC全腦功能連接連接增加最多的rTMS組患者，其臨床表現也得到最大改善。相反，刺激點位和杏仁核、右側dlPFC間的連接則不能預測或追蹤臨床效果。假性對照rTMS組中，基準線左側dlPFC的全腦功能連接同樣無法預測臨床效果，連接變化與漢密爾頓量表得分不相關。但這些結果應更加細緻謹慎地去解讀。

TMS/EEG 結果

進一步，我們想要了解有效刺激與偽刺激rTMS的效果是否在TMS-evoked potential（TEP）上有區別，TEP是通過單一TMS脈衝檢驗腦區神經生理影響的工具（圖3）。對TMS/EEG電位進行多重比較後，在線性混合模型分析中，只有p30（後經顱磁刺激脈衝25-35毫秒）表現出顯著的治療組×時間的交互作用（圖3）。也就是，顯著交互作用僅分別存在於左側額葉和頂葉（圖3）。額葉和頂葉中明顯的p30變化也僅發生在rTMS組中，而非偽刺激組中。

如圖3所示，有效rTMS而非偽刺激rTMS能夠降低p30電位。對比健康被試p30反應發現，抑鬱患者由rTMS帶來的改變趨於p30 TEPs標準化，這在額葉與頂葉集群中相似。雖然有效rTMS組中，抑鬱症患者額葉或頂葉集群的p30基準線反應，沒能通過線性混合模型預測臨床變化的效果，但是前額葉p30反應在治療中變化的數量，與癥狀變化規模相關。前額葉p30反應越少，臨床改善便越多（r=0.72，p=0.0025 圖3）

圖3 每日有效rTMS（非虛假對照rTMS）調節TMS/EEG p30 電位。

a TMS/EEG單一脈衝在rTMS與偽刺激rTMS中均作用於左側dlPFC治療部位。

b TEP軌跡示例

c 所有被試頭皮TMS/EEG電位示意圖。

d 療法的組別*時間交互作用僅顯示在p30電位中（p<0.05，集群校正多次對比）。d 該交互作用的-log(p-value)頭皮電點陣圖。

e d中額葉與頂葉的TEP時間序列，分為不同實驗組。綠色箭頭=額葉集群；藍色箭頭=頂葉集群；陰影豎線表示p30時間段。插圖顯示每組TEP的0 – 50ms成分。

f 從顯著的額頂集群中提取p30振幅，為每個治療組繪製治療前後的TEPs，同時也提取健康對照組(HC)中相同的p30振幅。誤差線代表SEM。

g 各治療組主要效果產生時間的腦電圖。

h 額葉集群p30振幅的前後差異，與臨床癥狀的前後測差異（HamD）相關關係顯示，p30改變程度與癥狀改善程度相關。

最後，我們通過比較rTMS後，左側FPCN dlPFC在p30 TEPs中的變化與右側FPCN dlPFC、左側VAN dlPFC或V1刺激點位的變化，評估p30結果的點位特異性。我們假設，左側FPCN dlPFC引發的腦網路變化，最有可能通過TMS/EEG在治療部位（左側FPCN）中體現。比較治療點位和其他點位時，我們觀察到明顯的刺激*時間交互作用效果（圖4），這說明rTMS帶來的p30抑制效果只有在單脈衝作用治療點位後才會產生。總之，rTMS能夠抑制p30電位，而更好的抑制與更佳的臨床效果相關。

圖4 rTMS後p30抑制的部位特異性a FPCN vs. VAN. Top panel：TMS/EEG刺激位置在左側dlPFC，與FPCN和VAN對應。刺激點位（FPCN，VAN）*時間（治療前，治療後）交互作用的腦區圖(p < 0.05, cluster-corrected, linear mixed model). Middle panel：從點位*時間效應估計邊際均值。Bottom panel：每個刺激點位的TEPs時間序列.誤差線代表SEM.陰影豎線表示p30時間段.帶綠色箭頭柱表示來自額葉集群的結果;藍色箭頭表示頂葉集群,陰影豎線表示p30時間段.插圖顯示每組TEP 0-50ms成分.與左側VAN dlPFC比較，我們觀察到顯著的刺激部位*時間的交互作用效應.

b 同a，是左右側FPCN dlPFC刺激交互作用. 對比左右側FPCN dlPFC時，我們發現了顯著交互作用效應,

c 同a，是左側FPCN dlPFC與V1 刺激部位*時間交互作用.

TMS/fMRI 結果

圖5 rTMS治療前，患者左側dlPFC對杏仁核與對右側dlPFC的抑制作用受到干擾。同步TMS/fMRI對a 左側FPCN dlPFC 或b 左側VAN dlPFC 單一TMS脈衝的反應。TMS從ROI中提取，該ROI由靜息態fMRI治療組*時間交互作用效應定位，如圖2c。左側FPCN dlPFC刺激導致健康對照被試杏仁核抑制，但在抑鬱症患者中，左側VAN dlPFC刺激未見異常模式。對於右側dlPFC 的ROI來說，抑鬱患者得到激活，健康被試未見反應。

上述結果證明，dlPFC與具體下游腦區的神經連接可能是rTMS產生臨床效果的基礎。那麼這些腦區是否也在抑鬱症患者的dlPFC中表現異常？為了解決這個問題，我們藉助同步TMS/fMRI的優勢，檢驗杏仁核和右側FPCN ROIs反應。我們再次使用左側VAN dlPFC點位附近區域，作為空間特異性對照。線性混合模型揭示了刺激點位（FPCN與VAN dlPFC）和被試組（健康與抑鬱）的顯著相關關係（F=7.50，p=0.007），但與ROI無其他相關（杏仁核與右側dlPFC），這表明在ROI內也存在類似效應。但是，分別檢測每個ROI區域的刺激點位*組別交互作用關係，我們發現在左側杏仁核(F(1,39) = 5.34, p = 0.026),，右側dlPFC(F(1,39) = 5.68, p= 0.022)中的顯著效應，以及右側杏仁核趨勢(F(1,39) = 3.47, p =0.070)。在健康被試中，FPCN dlPFC刺激引發了杏仁核的負性fMRI反應（失活），右側dlPFC無變化（圖5）。相反，抑鬱症患者杏仁核未表現失活，其dlPFC卻異常激活。儘管靠近刺激點位，但是上述所有左側VAN dlPFC刺激後的組間差異均不明顯（圖5b）。總之，同步TMS/fMRI說明對左側FPCN dlPFC施加刺激，通常會使得杏仁核失活，但是該效果不存在抑鬱症患者中。

討論

為了更好地理解rTMS療法是如何調節抑鬱症中大腦活動的，我們進行了一項隨機、假性控制、關注作用機制的臨床試驗，使用電生理學、神經影像學和rTMS前後的臨床變化進行測量，研究結果如下:

（1）相比偽刺激，有效rTMS增強了dlPFC靜息態fMRI中的整體連通性，誘發產生在基準線中未表現出的雙邊杏仁核負性連接，通過全腦功能連接，我們可以預測和追蹤臨床變化程度；

（2）相比偽刺激，有效rTMS抑制了早期TMS激活電位（電位代表皮層抑制，因此表明，rTMS治療後皮層抑制的減少），位於左側前額葉和頂葉皮層訊號的變化可追蹤臨床變化程度；

（3）在同步TMS/fMRI下，將單一TMS脈衝作用在dlPFC，抑鬱症患者未表現出對杏仁核活動的正常抑制。總而言之，這些結果表明，rTMS可產生長時神經調節效果，其特點是降低被認為是局部皮層抑制的電生理指標，恢復了正常的負性dlPFC -杏仁核連接。在解讀結果時，我們應考慮到本研究尚存的局限，如小樣本，高安慰劑效應比率使得我們很難辨別TMS特異性與非特異性因素，缺少有效刺激/偽刺激治療組的區分，偽刺激rTMS可能亦存在有效成分的事實，缺乏更複雜的臨床樣本的普遍適用性（比如rTMS與評估均在實驗室條件下，患者無藥物服用背景，而在臨床情景中，患者常同步使用藥物），定位TMS靶點的方法，設備故障使我們無法直接具體驗證前期假設，以及其他關於TMS/EEG和fMRI訊號背後的生理機制等問題。

10Hz rTMS可能能夠減少前額葉皮層內抑制，而通過LTP增強興奮度常被認為是rTMS產生效果的基礎，本研究證據表明，rTMS可能是通過減少前額葉皮層內抑制，改善臨床抑鬱癥狀的。事實上，rTMS的動物實驗認為，該療法可降低神經元間的活性，減少視覺誘發活動中常見的抑制痕迹。我們發現，10Hz前額葉顱內電刺激可抑制人體顱內p30激活反應。這些研究與本文TMS/EEG結果一致，即rTMS可針對性地抑制受刺激網路中的p30反應。我們觀察到，尤其是早期電位變化，刺激部位和治療分組，所有這些均可控制TMS效果的非特異性。由於其他TMS/EEG電位的神經生理機制比p30更清晰，因此p30的減少可能反映出GABA-Aergic抑制的降低。各層電刺激，人體藥理學控制和配對脈衝經顱磁刺激實驗均與GABA-Aergic活動有關。

因此，rTMS可能通過減少前額葉皮層內抑制而非LTP，誘導神經發育。未來的研究可在大樣本基礎上驗證本研究結果，也可將人類p30結果與動物模型和藥理探索聯繫起來，以闡釋關鍵機制。

dlPFC-杏仁核連接變化

使用靜息態fMRI檢測長程連接變化，我們發現有效rTMS能夠增強dlPFC全腦功能連接，隨之增強dlPFC-杏仁核的負性連接。因此，研究中EEG結果可能意味著dlPFC附近局部抑制的減少，fMRI結果可能表明，由dlPFC到杏仁核的抑制增加。換句話說，如果該結果在未來研究中得到證實，那麼rTMS能夠增強dlPFC對其他腦區進行自上而下控制的能力，特別是杏仁核。

與fMRI結果一致，我們發現，在對左側dlPFC施加單一TMS脈衝後，健康對照被試左側杏仁核失活比抑鬱被試更加明顯。患者杏仁核沒有失活，可能有幾種情境，包括特異表達的dlPFC-杏仁核耦合，由dlPFC控制的杏仁核激活高基準線水平沒能有效降低，或是控制機制的轉換，如杏仁核從根本上被患者不同的腦區影響等。其他腦區也可能調節功能性連接，而這些腦區可能是解釋患者與健康對照差異的基礎。

一些研究認為，重度抑鬱（MDD）改變了dlPFC-杏仁核連接，而rTMS可使連接模式標準化，這與我們研究結果一致。前文已說明，rTMS可降低FPCN的超連接，並誘發更強的 dlPFC-DMN 負性連接。已有研究並未設置假性對照實驗，所以很難將rTMS效果與偽刺激區分開來。這裡我們發現了dlPFC-杏仁核連接改變在有效和偽刺激rTMS中的區別。該療法增強了兩點間的負性連接。未來應進行更多的假性對照研究，以證實本研究結果，並探索認知和情緒功能結果。我們無法重複已有實驗，這表明，rTMS弱化了dlPFC和膝下扣帶回間的連接。