王 培,朱 敏
南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科,江蘇 南京 210008
世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會(International Neuromodulation Society,INS)將“神經(jīng)調(diào)控技術(shù)(neuromodulation)”定義為利用植入性或非植入性技術(shù)、電或化學(xué)手段改善患者生活質(zhì)量、提高神經(jīng)功能的一項(xiàng)技術(shù)。目前臨床上運(yùn)用于兒童康復(fù)的無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)主要包括重復(fù)經(jīng)顱磁刺激和經(jīng)顱直流電刺激,主要用于患有腦性癱瘓、注意缺陷多動障礙、孤獨(dú)癥譜系障礙和多發(fā)性抽動綜合征的兒童[1]。在此,本文就目前臨床常用的這兩項(xiàng)無創(chuàng)性神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在兒童康復(fù)的臨床治療作一綜述。
TMS 是一種無創(chuàng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)程序,磁信號可以無衰減地刺激到腦神經(jīng)元,產(chǎn)生興奮或抑制作用。根據(jù)刺激模式,TMS 分為單脈沖TMS(single TMS,sTMS)、成對TMS(paired TMS、pTMS)、深部TMS(deep TMS,dTMS)、重復(fù)TMS(repetitive TMS,rTMS)和θ爆發(fā)刺激(theta burst stimulation,TBS)模式。其中TBS 依據(jù)刺激間隔時(shí)間不同可分為間歇性復(fù)合刺激(intermittent TBS,iTBS)和連續(xù)性復(fù)合刺激(continuous TBS,cTBS)。
這些刺激模式中,臨床最常用的是rTMS,rTMS在神經(jīng)元的不應(yīng)期也可以進(jìn)行刺激,從而產(chǎn)生累積效應(yīng),能調(diào)節(jié)皮質(zhì)興奮性,實(shí)現(xiàn)皮質(zhì)功能的區(qū)域性重建。在刺激后30~60 min 內(nèi)仍然存在這種效應(yīng),稱為刺激后效應(yīng)[2]。sTMS和pTMS的生理效應(yīng)持續(xù)毫秒級,而rTMS調(diào)節(jié)皮質(zhì)興奮性的臨床效應(yīng)可以持續(xù)幾周到幾個(gè)月,在24 h 內(nèi)再次接受rTMS 刺激后,大腦可產(chǎn)生長期局部功能的改變,稱為長效刺激效應(yīng)[3]。因此,rTMS通常用于改善神經(jīng)調(diào)節(jié)和神經(jīng)可塑性。rTMS主要有以下幾種功能:①調(diào)節(jié)大腦皮層的興奮性;②調(diào)節(jié)腦部和神經(jīng)遞質(zhì)的分泌(如谷氨酸、γ-氨基丁酸、5-羥色胺、多巴胺)[4];③一定程度地修復(fù)未完全受損的神經(jīng)細(xì)胞;④促進(jìn)神經(jīng)因子的分泌[5];⑤調(diào)節(jié)腦部血流量[6]。
rTMS 已被證實(shí)是一種安全的非侵入性治療方法,Allen 等[3]的研究結(jié)果表明:在兒童和青少年的各種神經(jīng)疾病中,尤其是在遵守安全指南的前提下,其不良事件的發(fā)生率類似于成人。其不良反應(yīng)主要有頭痛(11.5%)、頭皮不適(2.5%)、抽搐(1.2%)等,嚴(yán)重不良事件很少[7]。
不同參數(shù)設(shè)置的rTMS(如頻率、強(qiáng)度、刺激間歇和持續(xù)時(shí)間等)可對外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生提高或者降低其興奮性的不同作用。其中刺激頻率可分為高頻和低頻,≤1 Hz 為低頻(抑制作用),>1 Hz 為高頻(興奮作用)。頻率為1 Hz而強(qiáng)度不同的rTMS 作用于左側(cè)背外側(cè)前額葉皮質(zhì)(DLPFC)的相關(guān)研究表明,與休息相比,所有的TMS 期均可激活聽覺皮層,刺激強(qiáng)度為80%運(yùn)動閾值(motor threshold,MT)時(shí)沒有其他區(qū)域的顯著激活,100%MT 產(chǎn)生對側(cè)顳中回、顳上回、島葉激活,120% MT產(chǎn)生雙側(cè)前額葉激活,更高的前額葉刺激強(qiáng)度產(chǎn)生更大的局部和對側(cè)激活[8]。
tDCS是一種利用恒定的弱直流電(1.0~2.0 mA)對神經(jīng)元膜電位進(jìn)行閾下調(diào)節(jié)并改變大腦皮質(zhì)興奮性的非侵入性神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。tDCS由陰、陽兩個(gè)表面電極構(gòu)成,稱為極性特征。不同的參數(shù)設(shè)置(如極性、刺激部位、電流強(qiáng)度和刺激方式等)可產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。
tDCS主要有以下幾種功能:①膜電位極化的改變,陽極的直流電刺激促進(jìn)神經(jīng)元電位去極化,增加皮質(zhì)興奮性,而陰極則相反。Moliadze等[9]的研究發(fā)現(xiàn),1 mA的陰極和陽極刺激均可增加運(yùn)動誘發(fā)電位(motor evoked potentials,MEP)的振幅,且1 mA 陰極刺激可使皮質(zhì)脊髓興奮性增加,而不是減少。如果刺激強(qiáng)度降低到0.5 mA,陽極刺激對兒童MEP振幅的增加無效。此外陽極刺激可以增加局部腦血流量,陰極則降低局部腦血流量[10]。②突觸重塑:直流電刺激皮層神經(jīng)元后可引起突觸重塑,突觸效能增強(qiáng)后提高神經(jīng)通路的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效率,進(jìn)而提高認(rèn)知功能,降低則相反[11]。③功能連接:tDCS 能夠調(diào)節(jié)受刺激皮層和與之相聯(lián)系的腦區(qū)功能連接,增強(qiáng)神經(jīng)環(huán)路的認(rèn)知加工能力。此外,tDCS 可改善健康受試者的認(rèn)知功能,特別是對于記憶功能有增強(qiáng)作用[12]。
tDCS同樣存在刺激后效應(yīng),其效應(yīng)時(shí)間可長達(dá)1 h[13]。tDCS 是一種安全的非侵入性治療方法。運(yùn)用更高的電流密度治療能夠獲得更好的療效,雖然同時(shí)增加了產(chǎn)生不良反應(yīng)的可能性,但在≤40 min、≤4 mA、≤7.2 ℃的刺激參數(shù)范圍內(nèi)不會對人體造成損傷[14]。tDCS相關(guān)不良反應(yīng)主要是皮膚灼傷、疼痛、瘙癢和局部刺痛感等,停止刺激后,不良反應(yīng)大多消失[15]。雖然在兒童人群中有刺痛、瘙癢、發(fā)紅和頭皮不適的報(bào)道,但其發(fā)生率低于成人[16]。Krishnan等[7]的研究也表明接受tDCS 治療的191 例兒童沒有出現(xiàn)任何重大不良反應(yīng),這些兒童使用的電流強(qiáng)度范圍為0.03~2.00 mA,每次治療18~50 min,總療程為1~102次。
腦性癱瘓(腦癱)是由于發(fā)育中的胎兒或嬰幼兒腦部出現(xiàn)非進(jìn)行性損傷,導(dǎo)致持續(xù)存在的中樞性運(yùn)動和姿勢發(fā)育障礙、活動受限的癥候群。目前對腦癱的治療,僅限于對癥支持,很多學(xué)者都在尋找更加安全有效的新技術(shù)。
中國2022年腦性癱瘓指南推薦rTMS的治療手段為B級[17],雖暫未推薦具體方案,但其有效性已得到證實(shí),此外TMS 在腦癱的臨床診斷、評估及預(yù)后中發(fā)揮著重要的作用[18],如通過sTMS 和pTMS 獲得皮質(zhì)脊髓束和腦功能的相關(guān)參數(shù),來研究皮質(zhì)脊髓束的投射方式、發(fā)育程度和大腦皮質(zhì)可塑性等。rTMS 刺激部位為通常為運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)(M1),可改善患兒的運(yùn)動和肌肉痙攣等。Valle 等[18]首次報(bào)道采用5 Hz的rTMS刺激四肢癱腦癱患兒的M1區(qū),患兒的肢體痙攣得到明顯改善。2022 年中國兒童腦性癱瘓經(jīng)顱磁刺激治療專家共識[19]表示,>2 歲各分型、分級腦癱患兒均可應(yīng)用TMS 治療并從中獲益,<2 歲的患兒應(yīng)慎用,如必須使用,則需要聽力保護(hù)。其推薦每次治療時(shí)間為20 min,每天治療1 次,每周5~7 次,4~6 周為1 個(gè)療程,間歇1~2 周后開始下一療程。如改善粗大、精細(xì)運(yùn)動功能及平衡能力,可使用低頻刺激,刺激部位選擇功能優(yōu)勢側(cè)(如偏癱患兒的健側(cè))或雙側(cè)M1 區(qū),刺激強(qiáng)度為90%~100%rMT,脈沖總數(shù)1 000~2 000次;也可使用高頻刺激,刺激部位則選擇功能劣勢側(cè)M1 區(qū),刺激強(qiáng)度及脈沖總數(shù)同低頻。如緩解痙攣,則可用高頻刺激,刺激部位選擇功能劣勢側(cè)M1 區(qū),刺激強(qiáng)度為90%~100%rMT,脈沖總數(shù)1 500次。如控制不隨意運(yùn)動,則可選用低頻刺激,刺激部位為雙側(cè)皮質(zhì)輔助區(qū),刺激強(qiáng)度100%~120%rMT,脈沖總數(shù)1 200 次。如提升認(rèn)知功能,則可選用高頻刺激,刺激部位為右側(cè)背外側(cè)前額葉皮質(zhì),刺激強(qiáng)度為90%~100%rMT,脈沖總數(shù)1 500~2 000 次。如提升語言功能,改善構(gòu)音障礙,則可選用低頻刺激,刺激部位為右側(cè)大腦半球語言區(qū)(額下回三角部,BA45),刺激強(qiáng)度為100%~120% rMT,脈沖總數(shù)1 200次。如改善吞咽功能,則可選用高頻刺激,刺激部位可為小腦(刺激強(qiáng)度為90% rMT,脈沖總數(shù)250 次)或皮層支配舌、食管等運(yùn)動的腦區(qū)(刺激強(qiáng)度為90%~130%rMT,脈沖總數(shù)1 200 次)。此外,rTMS 可聯(lián)合強(qiáng)制性誘導(dǎo)療法[20-21]、核心肌力訓(xùn)練[22]、虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練[23]、針刺治療[24]等治療腦癱患兒,但具體方案需采用個(gè)體化方案治療。
綜上所述,rTMS 治療痙攣型腦癱有顯著療效,刺激部位大多選用M1 區(qū),可改善患兒的運(yùn)動功能及肌肉痙攣等,但由于腦區(qū)間復(fù)雜的相互作用機(jī)制,相關(guān)參數(shù)的設(shè)置將影響治療效果。目前關(guān)于不隨意運(yùn)動型、共濟(jì)失調(diào)型和混合型的腦癱相關(guān)研究較少。
Aree-Uea 等[25]對偏癱患兒的左側(cè)M1 區(qū)進(jìn)行了連續(xù)5 d的陽極tDCS刺激(20 min,1 mA),治療后患兒的上肢痙攣與肩外展被動活動度有所改善。同樣,1.5 mA 的陽極[26]和陰極刺激[27]同樣也可改善痙攣型偏癱患兒的上肢功能。研究者們對tDCS 改善腦癱患兒下肢功能的意見不一,Grecco 等[28]發(fā)現(xiàn)1 mA陽極刺激組患者的平衡能力改善,行走速度增加,但節(jié)奏沒有變化。他們還發(fā)現(xiàn)1 mA的陰極刺激作用于枕骨粗隆下1 cm 可改善共濟(jì)失調(diào)型腦癱兒童的平衡能力[29]。Aree-Uea 等[25]對46 例腦癱患兒的左側(cè)M1 區(qū)進(jìn)行tDCS 刺激,結(jié)果顯示治療后手指痙攣立即減輕,治療24 h 后肘關(guān)節(jié)痙攣減輕,治療后24 h和48 h手腕痙攣減輕。此外,雖有些研究沒有明確指出患兒的痙攣改善,但是其活動能力的提高,提示患兒的痙攣程度減輕。最新的研究表明陽極tDCS 聯(lián)合虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練可使痙攣型雙癱患兒運(yùn)動皮層可塑性顯著改變,MEP 的振幅增加,對步速和粗大運(yùn)動功能產(chǎn)生更積極的治療效果[30]。
綜上所述,tDCS在腦癱兒童的治療方面有一定效果,痙攣是兒童腦癱最常見的癥狀之一,也是tDCS 應(yīng)用于兒童腦癱的關(guān)鍵靶癥狀。目前大部分研究陽極放在M1 上,陰極放在眶上區(qū)域。電流強(qiáng)度范圍從0.3~2.0 mA(最常見的是1 mA),持續(xù)時(shí)間長達(dá)20 min[7]。
美國精神病學(xué)會在2013年發(fā)布的《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊》(diagnostic and statistical manual of mental disorders,DSM-Ⅴ)[31]指出ADHD是以持續(xù)存在且與年齡不對稱的注意力不集中、多動、沖動為核心癥狀,可伴有學(xué)習(xí)困難及認(rèn)知功能障礙。我國ADHD 患病率約為5.6%[32],對ADHD 頭顱結(jié)構(gòu)的Meta 分析顯示,患者在基底神經(jīng)節(jié)和腦島等皮層下區(qū)域的缺陷最為顯著[33],杏仁核和海馬等邊緣區(qū)域的體積也存在減少[34]。ADHD患者的前腦和基底神經(jīng)節(jié)存在明顯的多巴胺能紊亂,ADHD 患兒血清多巴胺(DA)水平與多動指數(shù)水平呈反比,5-羥色胺(5-HT)水平與注意缺陷指數(shù)水平呈反比,服用相關(guān)藥物后,ADHD 的核心癥狀顯著改善。根據(jù)這些模型,DLPFC 可能是抑制缺陷的主要參與區(qū)域,而眶額皮質(zhì)(OFC)與動機(jī)功能障礙有關(guān)。tDCS 和rTMS都能調(diào)節(jié)皮質(zhì)和皮層下結(jié)構(gòu)的多巴胺能傳遞,這些區(qū)域成為大多數(shù)rTMS和tDCS的嘗試治療ADHD的目標(biāo)。
低頻rTMS可通過對運(yùn)動皮層的抑制作用,使患兒抑制控制缺陷的皮層功能恢復(fù)正常,與多動、沖動等癥狀改善有關(guān);高頻rTMS作用于皮層運(yùn)動區(qū)或DLPFC可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)內(nèi)源性多巴胺釋放到尾狀核[35],增加皮質(zhì)的興奮性,提高額部腦功能,改善注意力缺陷。
有相關(guān)研究用高頻rTMS 刺激成年ADHD 患者的右側(cè)DLPFC,結(jié)果顯示,患者的行為注意力有所改善[36]。而關(guān)于兒童的rTMS 治療,多為低頻治療。ADHD患兒的腦電圖相關(guān)研究指出,N100可作為監(jiān)測rTMS治療ADHD患兒后的特異性標(biāo)志物,反映了rTMS 對兒童皮質(zhì)區(qū)域的即時(shí)影響,比MEP 振幅更敏感,Helfrich 等[37]應(yīng)用低頻(1 Hz)的rTMS 對ADHD 患兒的M1 區(qū)進(jìn)行刺激。結(jié)果顯示,患兒的N100 振幅降低,提示1 Hz 的rTMS 減少了皮層抑制。Niederhofer[38]將1 Hz 的rTMS 應(yīng)用于接受哌醋甲酯治療的ADHD 患者的DLPFC,療效明顯且有助于減少原來藥物的使用劑量。Cao等[39]得到了相同的結(jié)論,他們發(fā)現(xiàn)無論是單純r(jià)TMS、鹽酸托莫西汀治療還是兩者聯(lián)合治療均能改善ADHD 的核心癥狀,且聯(lián)合治療優(yōu)于單一治療。
綜上,關(guān)于rTMS 對ADHD 患兒的治療,多為低頻治療,且聯(lián)合治療優(yōu)于單一治療,如果rTMS 可以減少ADHD 患者藥物的使用,這似乎是一個(gè)積極的結(jié)論。我國ADHD 防治指南第二版也同樣強(qiáng)調(diào)制定一個(gè)長期、個(gè)體化及綜合的治療方案。
3.2.1 tDCS治療ADHD患兒的機(jī)制
目前關(guān)于tDCS 治療ADHD 患兒最常見的靶區(qū)是左、右背外側(cè)前額葉皮質(zhì)和額下回(IFG),而陽極tDCS 是最常用的方案,這些研究的結(jié)果各不統(tǒng)一。在ADHD中紋狀體多巴通常減少,前額葉tDCS刺激可增加這一物質(zhì)[40]。相關(guān)研究表明,不同前額葉區(qū)域的tDCS 對于改善ADHD 患者認(rèn)知功能受損的范圍是有效的,這與fMRI 相關(guān)Meta 分析[41]的結(jié)果相一致,即ADHD 患者的多系統(tǒng)神經(jīng)功能損害涉及不同的內(nèi)側(cè)、背外側(cè)和下額紋狀體網(wǎng)絡(luò)。
Leffa 等[42]用tDCS 刺激ADHD 大鼠的DLPFC,結(jié)果顯示大鼠的工作記憶(working memory,WM)顯著改善,而WM 相關(guān)缺陷是ADHD 患兒的特征性缺陷,提示tDCS 可能在ADHD 中發(fā)揮作用。此外,在tDCS 刺激后,多動癥患者的功能性腦連通性增加[43]。有多個(gè)研究結(jié)果顯示,陽極左側(cè)DLPFC改善了ADHD 患者的反應(yīng)抑制、注意力、工作記憶和認(rèn)知靈活性,可能影響與工作記憶表現(xiàn)相關(guān)的整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[44]。
3.2.2 tDCS治療ADHD患兒
Cornelia 等[45]用1 mA 的陽極刺激作用于左側(cè)DLPFC 上,與假刺激相比,陽極tDCS 可減少ADHD青少年的多動和注意力不集中癥狀,且效果在刺激結(jié)束后7 d 更為明顯,但對沖動性沒有影響。但左側(cè)陰極刺激各研究者所得到的結(jié)果并不相同,Soltaninejad 等[46]在使用1.5 mA 陰極刺激ADHD 患兒的左側(cè)DLPFC 進(jìn)行Go/No-Go 任務(wù)時(shí)的準(zhǔn)確度和反應(yīng)時(shí)間高于陰極和偽刺激,而Cosmo 等[43]則發(fā)現(xiàn)沒有顯著影響。Breitling 等[47-48]對ADHD 患兒的右側(cè)IFG 應(yīng)用1 mA 陽極刺激,結(jié)果顯示患兒的干擾控制和沖動性有明顯改善,但并沒有改善工作記憶,提示tDCS 的區(qū)域特異性。慢振蕩tDCS(slow oscillating tDCS,toDCS)可增加DLPFC 在睡眠期間的慢振蕩功率,從而改善ADHD 的陳述性記憶和執(zhí)行功能[49]。與雙側(cè)DLPFC 的tDCS 和右側(cè)陽極IFG tDCS 相比,單側(cè)陽極DLPFC 的tDCS 在抑制控制方面對ADHD 更有效[50]。對于那些涉及動機(jī)和情緒處理的執(zhí)行功能域(如威斯康星卡片分類任務(wù)(WCST),前額葉和額極區(qū)的tDCS 則比只涉及DLPFC的tDCS更有效[51]。
綜上所述,tDCS 可提高ADHD 患者工作記憶的準(zhǔn)確性、反應(yīng)速度和抑制控制功能,刺激部位多采用DLPFC,相關(guān)Meta 分析也顯示tDCS 在改善ADHD 的臨床注意力不集中有積極的結(jié)果[52],但認(rèn)知功能的影響有限,對沖動、多動等癥狀沒有影響。有證據(jù)表明1~5 個(gè)療程作用于DLPFC 的rTMS和tDCS,改善了ADHD相關(guān)的臨床癥狀[52]。
ASD 是以社會交往和交流障礙、興趣狹窄、重復(fù)刻板行為為主要臨床特征的神經(jīng)發(fā)育性障礙。2021 年12 月3 日,美國疾病控制與預(yù)防中心發(fā)布ASD 患病率為1/44,且呈逐年上升趨勢。ASD 治療仍以對癥治療為主,TMS和tDCS對ASD的潛在治療價(jià)值引起廣泛關(guān)注,但相關(guān)研究仍在探索中。
4.1.1 rTMS治療ASD患兒的機(jī)制
Casanova等[53]發(fā)現(xiàn)ASD兒童的神經(jīng)微柱結(jié)構(gòu)發(fā)育異常,以額葉皮層較為典型,而低頻rTMS可刺激并修復(fù)這一功能。Sokhadze 等[54]首次嘗試將rTMS用于ASD 患者,他們用0.5/1.0 Hz 的rTMS 作用于患兒的DLPFC,發(fā)現(xiàn)患兒在多種任務(wù)下的注意選擇、面部識別和視聽覺的統(tǒng)合能力顯著改善,他們研究了ASD患者的γ-信號通路,這一通路解釋了皮質(zhì)內(nèi)抑制功能障礙導(dǎo)致抑制/興奮失衡,這種不平衡會導(dǎo)致腦電圖(EEG)γ頻率振蕩的異常,這被認(rèn)為是自閉癥的神經(jīng)生理標(biāo)志物。這些研究結(jié)果表明,使用低頻rTMS 激活抑制性γ-中間神經(jīng)元可以改變皮層抑制,從而改善抑制/興奮失衡。
盡管ASD的發(fā)病機(jī)制無統(tǒng)一定論,但上述研究表明ASD患者可能出現(xiàn)前額葉功能異常、結(jié)構(gòu)改變等而導(dǎo)致發(fā)病,因此目前對于ASD患兒的TMS干預(yù)大多采用DLPFC為靶點(diǎn)。
4.1.2 rTMS在ASD患兒中的應(yīng)用
Sokhadze等[55]發(fā)現(xiàn)ASD患兒存在過度處理區(qū)分目標(biāo)刺激和新刺激所需信息的現(xiàn)象,對于DLPFC,1 Hz 的rTMS 刺激可解決ASD 的刺激超敏特征,改善錯(cuò)誤監(jiān)測和糾正功能,降低針對目標(biāo)刺激的運(yùn)動反應(yīng)錯(cuò)誤。在他們最新的研究中,仍是相同的刺激部位與參數(shù),參與者擴(kuò)大到112例,比較了患兒6周、12周和18周治療的效果,結(jié)果顯示18周的rTMS治療后變化最大,顯著提高ASD兒童的執(zhí)行功能和行為,促進(jìn)認(rèn)知控制等[56]。Abujadi 等[57]用iTBS 用于患兒的右側(cè)DLPFC,治療后,患兒的限制和重復(fù)行為以及強(qiáng)迫性行為癥狀都有改善,神經(jīng)認(rèn)知功能也得到改善。
此外,研究發(fā)現(xiàn)用經(jīng)顱磁刺激ASD患兒的其他腦區(qū)也可改善癥狀,如內(nèi)側(cè)前額葉(mPFC),頂葉(PC)和顳上溝(STS)等。Yang 等[58]對11 名ASD 患兒的PC進(jìn)行20 Hz的rTMS刺激,干預(yù)后患兒的語言和社會行為能力顯著改善,并且監(jiān)護(hù)人員也報(bào)告患兒的模仿能力和認(rèn)知功能方面有所改善。Ni 等[59]對ASD 患者(平均年齡為20.8 歲)的STS 進(jìn)行rTMS刺激,結(jié)果雖沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但發(fā)現(xiàn)iTBS 刺激雙側(cè)STS 可提高患者社交溝通能力。Fecteau 等[60]發(fā)現(xiàn),運(yùn)用1 Hz 的低頻rTMS 刺激左三角部能夠提高ASD 患兒的命名能力,而刺激左島蓋部則會損傷命名能力。
綜上,rTMS 對ASD 患兒的刺激部位多采用DLPFC,可能通過改善皮質(zhì)內(nèi)抑制功能從而改善ASD 患兒的語言和社會行為,但不同的刺激參數(shù)可能會有不同的效果。Meta分析顯示,雖然有研究表明rTMS 對ASD 的刻板印象、重復(fù)、社會行為和執(zhí)行功能的某些方面具有積極作用,但這些發(fā)現(xiàn)受到數(shù)據(jù)異質(zhì)性、發(fā)表偏倚和原始研究質(zhì)量的限制,且單側(cè)刺激的結(jié)果似乎并不遜于使用雙側(cè)靶點(diǎn)的等效研究,因此rTMS 治療ASD 的持續(xù)有效性和安全性的證據(jù)仍不明確[61]。關(guān)于rTMS 治療孤獨(dú)癥譜系障礙潛力的國際共識申明[62]也表示:關(guān)于ASD的現(xiàn)有研究的數(shù)據(jù)表明rTMS具有治療潛力,但仍需進(jìn)行大型、多位點(diǎn)、雙盲、假對照試驗(yàn),以便對ASD 的神經(jīng)生理學(xué)異質(zhì)性有更深入的了解,從而確定合適的治療方案,使治療效果最大化。
目前tDCS 治療ASD 患兒的相關(guān)研究所采取的最常見治療靶點(diǎn)仍為DLPFC,也有人選擇前額葉、顳葉等相關(guān)位置,這些研究的結(jié)果各不統(tǒng)一。
Gómez 等[63]用陰極1 mA tDCS 對患者的左側(cè)DLPFC 進(jìn)行了20 次刺激,結(jié)果顯示,患兒的社會交往能力得到提高,且效果能持續(xù)6 個(gè)月。Hupfeld等[64]采用0.4 mA陽極刺激作用于左側(cè)DLPFC,結(jié)果顯示ASD 患兒的語法使用障礙和運(yùn)動規(guī)劃能力得到改善。Schneider等[65]得到類似的結(jié)論,他們采用的是2 mA的陽極電極,治療后發(fā)現(xiàn)患兒的語法及詞匯能力得到改善,然而,以上研究均不包括假刺激對照,不排除安慰劑效應(yīng)的可能性。而Amatachaya等[66]采取雙盲實(shí)驗(yàn)對患兒DLPFC 進(jìn)行20 min 的2 mA陽極刺激,在治療1周后兒童自閉癥評定量表(CARS)評分得到顯著改善,但孤獨(dú)癥治療評估表(ATEC)中的語言評分組間無差異,這與Schneider的結(jié)論不一致,提示tDCS 的參數(shù)不同,產(chǎn)生的效應(yīng)可能不同。進(jìn)一步的研究顯示,在陽極刺激后,ATEC 社交量表評分顯著改善,且靠近刺激部位的電極記錄的EEG 峰值α波(peak alpha frequency,PAF)頻率增加。重要的是,突觸連通性的增加(以峰值α頻率的增加為指標(biāo))越大,心理社會功能的改善(ATEC 評分)就越大[67]。有相關(guān)研究用1 mA 的陽極tDCS 刺激患兒的DLPFC,結(jié)果顯示tDCS 能夠重新配置自閉癥兒童的大腦網(wǎng)絡(luò),ASD 患者功能連接模式的非典型性可通過tDCS 刺激進(jìn)行調(diào)節(jié)[68]。這種調(diào)節(jié)提示tDCS在ASD兒童中是可行的。
tDCS對ASD患兒治療的療效受到刺激強(qiáng)度、頻率和極性等不同參數(shù)的影響,tDCS通過刺激DLPFC降低ASD患兒大腦的慢波段,從而改善其交流障礙等心理社會功能,療效持續(xù)時(shí)間可達(dá)6個(gè)月以上。
TS 臨床特征為慢性、波動性、多發(fā)性運(yùn)動肌快速抽搐,并伴有不自主發(fā)聲和語言障礙,以肢體抽動及喉中發(fā)出怪聲或口出穢語為主要臨床表現(xiàn),TS患者80%以上可出現(xiàn)共患行為障礙,導(dǎo)致TS病情復(fù)雜且治療困難。TS治療主要包括藥物治療、心理行為治療等,但這些措施并不是對所有患者都有積極作用,尋找更有效和安全的療法顯得尤為重要。
TS的發(fā)病機(jī)制尚不明確,有研究表明皮質(zhì)-紋狀體-丘腦-皮層(CSTC)環(huán)路的功能障礙與TS有關(guān)[69]。使用rTMS、tDCS 均可引起相應(yīng)區(qū)域的血氧水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)改變[70],因此,非侵入性腦刺激(noninvasive brain stimulation,NIBS)治療TS的機(jī)制主要有①減少區(qū)域內(nèi)的皮層興奮性,如補(bǔ)充運(yùn)動皮層(SMA)和初級運(yùn)動皮層(PMC);②增加抑制回路的參與,增加皮層區(qū)域和相關(guān)更深結(jié)構(gòu)之間的連通性。從理論上來說,重復(fù)應(yīng)用NIBS可能改變皮質(zhì)區(qū)域(如SMA和PMC)興奮/抑制的平衡,改善TS患者的癥狀。
有研究稱在使用與皮質(zhì)興奮性降低相關(guān)的脈沖配置(如100%~110%MT的1 Hz rTMS)對SMA進(jìn)行雙側(cè)刺激后,TS患兒的耶魯綜合抽動嚴(yán)重程度量表(YGTSS)評分顯著降低。但Bloch等[71]在研究中未能發(fā)現(xiàn)12 例參與者在20 次1 Hz rTMS 后的YGTSS 測量值有顯著變化。Kahl 等[72]也得到了類似的結(jié)論。Meta 分析顯示,經(jīng)rTMS 治療后后抽動癥狀有顯著改善,但還需進(jìn)行一些對照TS 患者研究[73]。Landeros-Weisenberger等[74]研究表示rTMS組與假刺激組對抽動癥狀的治療效果無顯著差異,但額外經(jīng)歷了3周主動刺激后,與基線相比,抽動嚴(yán)重程度顯著降低。最近的一項(xiàng)研究對雙側(cè)頂葉進(jìn)行了0.5 Hz 的rTMS 治療,與假刺激對照組相比,經(jīng)治療后患者的YGTSS分?jǐn)?shù)顯著下降[75],這提示雙側(cè)頂葉是一個(gè)新的靶點(diǎn)。此外,年輕人和老年人之間大腦回路的神經(jīng)元可塑性不同,并可能隨著年齡的增長而下降[76],相關(guān)Meta分析也表示,越年輕,預(yù)后越好[73],這表明TS的早治療尤為重要。
綜上,可能受到不同刺激靶點(diǎn)和頻率等的影響,各個(gè)研究者的結(jié)論不一,且尚缺少大樣本的臨床試驗(yàn)探索rTMS技術(shù)在TS患兒群體中的療效。
Carvalho 等[77]對1 例16 歲的難治性TS 患者在第1 周和第2 周進(jìn)行陰極tDCS 治療后,YGTSS 評分分別降低了23%和46%。在隨訪3個(gè)月和6個(gè)月時(shí),抽搐的嚴(yán)重程度和整體評分與基線相比分別降低了39%和44%。這些結(jié)果表示患者的運(yùn)動性抽搐和語音抽搐顯著減少,患者的總體評分從嚴(yán)重轉(zhuǎn)為輕度。Eapen 等[78]對TS 患者的運(yùn)動皮層進(jìn)行1.4 mA 陰極tDCS 刺激,結(jié)果顯示,患者抽動和先兆沖動的頻率和強(qiáng)度降低,以及抑制功能改善。
綜上,目前關(guān)于tDCS 治療TS 患者的相關(guān)研究很少,有限的證據(jù)表明,tDCS可使TS患兒的抽動頻率降低,但同rTMS一樣,仍需大樣本的臨床試驗(yàn)。
除上述疾病外,Picker 等[79]指出神經(jīng)調(diào)控技術(shù)還可用于兒童語言發(fā)育遲緩、智力發(fā)育障礙、閱讀障礙等疾病的。Costanzo等[80]應(yīng)用1 mA的tDCS(左側(cè)陽極/右側(cè)陰極)治療閱讀障礙兒童的頂顳區(qū),結(jié)果顯示患兒的非詞匯閱讀速度和低頻詞匯閱讀錯(cuò)誤癥狀較治療前減輕,效果能持續(xù)至治療結(jié)束后6 個(gè)月。
目前,無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于各種神經(jīng)精神類疾病,且取得了較好的療效。TMS是一種相對有噪聲的設(shè)備,而tDCS是一種便攜式的、安靜的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備,TMS和tDCS已成為治療兒童神經(jīng)精神類疾病的一種非侵入性的有效治療與研究工具,但仍存在以下不足:①這兩種刺激技術(shù)只能到達(dá)皮層,而深部的腦區(qū)卻不能進(jìn)一步觸及,仍需要相關(guān)研究進(jìn)一步深入;②相關(guān)刺激治療的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究,一些疾病的治療有效性仍存在爭議,如表示rTMS 治療ADHD 患兒的有效性等,最佳刺激參數(shù)和大腦刺激部位仍未確定;③各個(gè)研究者所進(jìn)行的試驗(yàn)對象較少,相關(guān)疾病的評估量表各異,使用的儀器型號不統(tǒng)一;④該技術(shù)不可能在所有癥狀領(lǐng)域取得顯著改善,部分研究的安慰劑療效不能排除,大型、多位點(diǎn)、雙盲、假對照試驗(yàn)仍需進(jìn)行,以便對疾病的神經(jīng)生理學(xué)異質(zhì)性有更深入的了解,從而確定合適的治療方案并使臨床效果最大化??傊?,該技術(shù)是一個(gè)蓬勃發(fā)展的新技術(shù),具有廣闊的研究及發(fā)展空間。