【解码脑机】Brain Stimulation | EEG让个性化iTBS“踩准”每个人的θ节律

受脑状态驱动的闭环经颅磁刺激（TMS）正成为精准精神病学的重要方向。间歇性爆发式刺激（iTBS）的设计初衷正是模拟内源性θ节律，且已获批用于抑郁症治疗。但在临床中，所有患者接受固定2秒串长、8秒间歇的"通用模板"，个体θ频率差异被完全忽略。

更关键的瓶颈在于技术层面：iTBS脉冲高度密集，连续刺激在EEG中产生叠加伪迹，首个脉冲后即难以进行实时相位追踪；同时前额叶θ振荡远弱于运动区α节律且波动更大，相比常见闭环研究依赖的α节律更难稳定解码。目前尚无EEG调控算法可连续数秒稳定预判θ相位，无法实现整段iTBS序列的全程相位匹配。

2026年，西北大学研究团队在 Brain Stimulation （IF=9.7）发表了面向前额叶的个性化EEG实时控制iTBS（iTBS-EEG）策略，为破解上述瓶颈提供了方案。

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个体化、EEG实时控制的闭环iTBS

核心策略是"seed-and-sustain"（播种-维持）假说：既然无法连续数秒稳定预判θ相位来实现整段iTBS的全程匹配，那么只需确保每组序列前几个刺激簇实现相位对齐，在兴奋性最优节点完成"起始锚定"，后续簇脉冲按个体θ节律的标定IBI自动推进，依靠刺激诱导的夹带效应（entrainment）来维持串内剩余脉冲的相位一致性——这一策略巧妙规避了多秒相位预测的计算瓶颈。

图1 刺激范式

调控信号选用前额叶4–8 Hz θ节律相位。算法逻辑分两阶段：校准阶段——利用受试者短时静息态EEG提取个体化θ参数（中心频率、最优相位锚点、个性化簇间间隔IBI）；刺激阶段——调用校准参数预判触发时机，在最优相位触发每串iTBS的起始脉冲，即burst之间的间隔根据个体化的θ调整。

研究采用双实验设计验证。实验1为仿真调控：基于Dortmund生命研究数据集（n=608，20–70岁），每名受试者间隔2小时完成两段3分钟静息态EEG，校准第一段后分别验证两段。实验2为健康人体试验（n=10，19–39岁），所有设备上电运行但TMS脉冲未实际释放，以保证EEG信号质量。

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三项核心结果

① 算法在校准后可实现稳定θ相位锁定，串起始相位精度极高（仿真96.2%，人体92.0%），且参数在2小时内保持稳定（约95.1%），不受年龄和性别影响，提示单次校准后可在整个治疗周期内复用。

② 第2簇精度（仿真70.2%，人体70.9%）显著低于起始精度，这与seed-and-sustain假说的预测一致——后段精度下降主要由刺激诱发的网络动态与夹带效应的一致性影响。

③前额叶θ相位的实时提取在工程上是可行的，尽管其信噪比和稳定性弱于传统闭环研究依赖的运动区α节律。

EEG 基于θ 相位控制的 iTBS 靶向左侧前额叶皮层的刺激精度

数据来自两项实验，精度以中位数归一化极坐标图呈现，显示为与目标相位的偏差，其中 0° 对应最佳精度（条形指向"东方"）。左列为 iTBS 串起始精度（依赖于 θ 相位预测），右列为串内第 2 个爆发的精度（依赖于校准的串间间隔 IBI）

实验 1 为基于 Dortmund Vital Study 数据集（n = 608 名参与者）的计算机内验证（in-silico validation），系统使用任务前静息态记录进行校准，并针对任务前（上行）或任务后（2 小时后；中行）记录进行验证。实验 2 为实验组的原位验证（in-situ validation）（n = 10 名参与者；下行）

该框架如获临床验证，将使iTBS从"通用模板"升级为个体θ节律驱动的闭环调控——在每个人最优的相位开始刺激，让大脑自身的节律"维持"后续效应。当然，当前仍为技术验证阶段：实验2在无实际TMS脉冲释放的条件下完成，夹带效应的电生理证据尚未直接获得，临床评估是下一关键步骤。

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依瑞德EEG-TMS脑机调控系统

该系统可实时采集个体脑电信号，捕捉不同受试者在静息态、任务态下的脑电节律差异，TMS则根据EEG数据动态调整刺激参数，实现个性化神经调控。

还可以构建“诊断-治疗-评估”的全流程闭环体系。EEG快速识别异常脑电特征，TMS基于EEG结果开展针对性神经调控治疗，同时，在治疗过程中，EEG持续监测脑电信号变化，实时评估TMS干预效果。

在TMS施加磁脉冲瞬间，EEG通过高时间分辨率的脑电信号采集，实时记录神经元兴奋性改变、脑电节律振荡及功能连接变化，这种“刺激-响应”的即时观测，为解析TMS作用机制提供直接证据。

依瑞德EEG-TMS脑机调控系统

撰文：吴玉莲

审核：尧利书、钟健

编辑：马睿琦

参考文献：

Maldonado Osorio FA, Elhamiasl M, Gacek MK, et al. Personalized, EEG-controlled intermittent theta burst stimulation[J]. Brain Stimulation, 2026, 19: 103143.

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