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Translational Psychiatry:经颅直流电刺激靶向 pre-SMA 对强迫症患者抑制功能的调控作用

来源 2025-05-21 12:10:33 医疗资讯

抑制功能缺陷是强迫症(OCD)的核心病理特征之一,患者常表现出对侵入性思维和强迫行为的控制能力下降。这种缺陷不仅体现在临床行为中,也反映在神经影像学上相关脑区的异常活动。近年来,经颅直流电刺激(tDCS)作为一种非侵入性神经调控技术,在改善健康人群抑制功能方面展现出潜力,但其在OCD患者中的效果及神经机制仍不明确。本研究首次采用同步tDCS与功能磁共振成像(fMRI)技术,通过严谨的双盲、随机、假刺激对照交叉设计,系统探究了前辅助运动区(pre-SMA)的阳极tDCS对OCD患者抑制功能的影响及其背后的全脑网络调控模式,为开发新型治疗策略提供了重要依据。

研究纳入47名符合DSM-5诊断标准的OCD患者,排除了合并严重精神疾病或神经系统疾病等干扰因素。实验采用NeuroConn MRI兼容刺激仪,在3T磁共振环境中进行。阳极电极精准定位于右侧pre-SMA(基于EEG 10-20系统的FC1点),阴极置于FC2点,电流强度为2 mA,持续20分钟。刺激期间,患者需完成事件相关设计的Stroop任务——在一致条件(颜色词与字体颜色匹配)和冲突条件(颜色词与字体颜色不匹配)下进行按键反应,以评估抑制控制能力。fMRI数据通过多元偏最小二乘法(PLS)分析,重点关注刺激条件与任务冲突相关的脑区激活模式,同时结合电场建模(SimNIBS软件)量化个体化电场分布,并探讨皮层厚度对刺激效果的潜在中介作用。

行为学结果显示,单次真实tDCS显著提升了患者在冲突条件下的正确反应率(Wilcoxon检验,z=2.37,p=0.02),但反应时间无统计学差异。这一发现提示,tDCS可能优先增强抑制精度而非反应速度,与OCD患者普遍存在的“准确性优先”策略一致。神经影像学分析进一步揭示,真实刺激条件下,前额-顶叶-小脑网络呈现广泛激活增强,关键脑区包括pre-SMA(坐标:-32, -2, 54;Bootstrap比率=5.911)、额中回、额下回(IFG)、前扣带回及顶上小叶。这些区域与健康人群抑制功能的经典网络部分重叠,但值得注意的是,OCD患者中既往报道的低激活区域(如眶额皮层、丘脑)亦出现活动上调,提示tDCS可能通过重塑异常网络连接实现功能代偿。此外,PLS交互效应分析显示,真实刺激在冲突条件下诱发的激活显著高于假刺激,且效应峰值出现在刺激后6秒(滞后6),与血流动力学响应函数的时间特性吻合。

图1:任务抑制措施

电场建模表明,pre-SMA靶区电场强度最高,但刺激效应广泛波及额叶、顶叶甚至对侧小脑。这种扩散性作用可能解释为何中介分析未发现pre-SMA皮层厚度或局部电场强度对行为改善的中介效应(p>0.05)。研究推测,tDCS的疗效源于其对分布式网络的整体调控,而非单一靶点的局部作用。这一发现挑战了传统“焦点刺激”范式,提示未来需结合网络动力学优化刺激方案。

研究的创新性在于首次将同步tDCS-fMRI技术应用于OCD人群,克服了传统研究中刺激与扫描时间分离的局限,直接捕捉到刺激期间的实时神经响应。然而,局限性亦需关注:首先,样本中包含用药与未用药患者,尽管要求药物稳定8周,但仍可能引入混杂效应;其次,缺乏健康对照组,难以区分OCD特异性反应与普遍性神经调控机制;此外,单次刺激的短期效应无法推断长期疗效,后续需结合多疗程设计验证临床转化潜力。

图2:电场幅值分布

从临床视角看,pre-SMA作为连接运动规划与认知控制的关键枢纽,其调控可能打破OCD患者“强迫-焦虑-缓解”的恶性循环。尽管当前结果未显示症状量表评分改善,但抑制功能的提升为症状缓解提供了潜在通路。未来研究可探索tDCS与其他治疗手段(如认知行为疗法)的协同效应,或基于个体化电场模型定制刺激参数,以进一步提高疗效。此外,结合机器学习分析大样本异质性,有望识别不同OCD亚型的最佳响应特征,推动精准医学实践。

原始出处:
Rodriguez-Manrique, D., Ruan, H., Winkelmann, C. et al. Investigating the effects of brain stimulation on the neural substrates of inhibition in patients with OCD: A simultaneous tDCS–fMRI study. Transl Psychiatry 15, 173 (2025). https://doi.org/10.1038/s41398-025-03381-9

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