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2026年,Clinical Neurophysiology 在线发表了由德国图宾根大学领衔、80余位国际专家共同署名的 TMS-EEG 更新版国际共识[1]。这是继2019年首版共识之后,临床神经生理学界对"TMS-EEG 能否真正落地临床"交出的最新答卷。
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本共识不重复基础原理,而是直面过去七年行业最痛的几个问题——线圈怎么摆、放大器怎么选、伪迹哪些能避哪些只能事后拆、TMS诱发电位(TEP)的哪个成分在患者身上真正可靠、哪些疾病已经有了"够用"的证据等级。
下面我们就从这份共识中,提炼与临床落地最相关的部分,做成一份行业实操解读。
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TMS-EEG到底是什么?
简单说,TMS-EEG就是把“刺激”和“记录”合二为一:先给一个精准的磁刺激脉冲,再用高时间分辨率的EEG记录大脑在毫秒级做出的反应。磁脉冲在局部皮层产生感应电流,激活神经元后,电信号会沿白质纤维传播到全脑,EEG捕捉的就是这段“连锁反应”。相比单纯看脑电或影像,它能直接探测“皮层被激活后怎么传播、怎么整合”,这是其它技术难以做到的。
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图1 TMS-EEG可同时获得四类信息:兴奋性指标(如TEP、MEP)、TMS相关振荡、因果/连接指标、以及复杂度指标(PCI等)。
为什么它特别?fMRI空间分辨率高但时间分辨率只有秒级,PET能看到代谢却昂贵且有辐射,普通EEG只能被动“听”大脑自己发出的信号。TMS-EEG的优势在于:主动扰动、毫秒级记录、可重复、可在床旁完成,并且一次测试能同时获得“局部兴奋性”和“全脑连接性”两套信息。
表1 TMS-EEG可同时获得信息一览表
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TEP:TMS 诱发电位;dWPLI:有向加权相位滞后指数; SCS:源电流散射;PCI:扰动复杂性指数;PCI^ST:扰动复杂性指数–状态转换
核心指标:TMS诱发电位
TEP是TMS脉冲后300 ms内记录到的一系列正负波。原文梳理的常用成分包括 N15、P25、N45、P60、N100、P180 等。不同成分对神经递质和通路敏感,是连接“生理机制”与“临床症状”的桥梁。例如,短潜伏期成分(N15、P25)主要反映电压门控离子通道(钠/钾通道)导电性介导的局部直接皮层响应;中潜伏期成分(N45、P60)与 GABA 能和谷氨酸能(AMPAR)系统关系密切;长潜伏期成分(N100、P180)则更多涉及大范围网络整合和意识水平。
表2 TEP 成分及其神经生理机制与临床应用
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哪些疾病已经“看到曙光”?
原文用大量篇幅综述了17类神经系统和精神疾病的TMS-EEG研究。其中,以下几类已有较一致或引人注目的发现,值得重点关注。
1. 意识障碍:证据最强
意识障碍(DOC)包括植物状态/无反应觉醒综合征(VS/UWS)和微意识状态(MCS)(样本183人,p<0.0001)。
TMS-EEG研究显示,两者在“有效连接”和“扰动复杂度指数(PCI)”上存在显著差异。DOC患者按PCImax分为三层:无响应(PCImax=0)、低复杂度(≤PCI阈值)和高复杂度(>PCI阈值),高复杂度者即使行为无反应也可能保留意识痕迹,为临床鉴别"隐蔽意识"提供了电生理分界。
Rosanova等人2012年、Ragazzoni等人2013年的“里程碑”研究首次证明:TMS诱发的脑电活动能否传播到远隔脑区,与患者是否存在意识行为高度相关[2-3]。
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图2 PCI(扰动复杂度指数)区分行为有反应(MCS+)与无反应(VS/UWS)患者。红色点代表MCS+,紫色/蓝色/黑色点代表VS/UWS,虚线为最佳分界。
2. 卒中:从运动恢复到卒中后抑郁
卒中患者的TMS-EEG表现有两个值得关注的方向。
一是运动功能恢复:病灶侧皮层常出现类似睡眠的慢波TEP,提示局部兴奋性/抑制性失衡;Sarasso等发现这种“慢波化”程度与运动功能缺损和康复潜力相关(p<0.05)[4]。
二是卒中后抑郁(PSD):研究发现PSD患者在前额叶背外侧区(DLPFC)、初级运动皮层(M1)、上顶叶(SPL)等靶点的扰动复杂性指数–状态转换(PCI^ST)显著低于非PSD患者,Bai Y等发现PSD vs 非PSD:最大PCI^ST的ROC曲线下面积(AUC)达0.943[5]。提示PSD不只是情绪症状,也伴随全脑信息整合能力下降。
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图3 卒中后抑郁(PSD)患者相比非PSD患者,在DLPFC、M1、SPL多个靶点的PCI^ST均显著降低。
3. 阿尔茨海默病(AD):默认模式网络异常
AD的核心受累脑区包括后扣带回/楔前叶,属于默认模式网络(DMN)。TMS-EEG研究发现,AD患者在楔前叶刺激的TEP中,90-120 ms区间反应升高(与年龄匹配健康对照相比,p<0.05),且DMN内部的早期有效连接减弱(p=0.01)。这些改变可能早于结构萎缩出现,因此有潜力作为AD早期识别的电生理标记。不过,目前研究样本量较小,还需验证。
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图4 AD患者与健康老年人(HV)在楔前叶TMS刺激后的TEP波形、时频图及默认模式网络活动对比。
4. 抑郁症、精神分裂症也有亮点
在精神疾病领域,TMS-EEG主要用于寻找治疗反应预测标记和疾病机制指标。
抑郁症研究显示,DLPFC刺激后的TEP/连接指标异常,结合机器学习模型可达到AUC>90%的区分度,有望辅助选择经颅磁刺激治疗方案。
精神分裂症研究则发现,左侧额叶的自然频率在患者中显著改变,提示皮层兴奋/抑制失衡可能是该病的重要神经基础。
不过这些研究多为小样本病例对照,尚需独立队列验证。
5. 疾病证据一览
除了上面重点介绍的3类,原文还涉及癫痫、帕金森病、肌张力障碍、多发性硬化、偏头痛、创伤性脑损伤、抑郁症、双相障碍、精神分裂症、强迫症、孤独症、注意缺陷多动障碍(ADHD)、睡眠障碍、老龄化、意识障碍儿科应用等。
下表概括主要发现:
表3 TMS-EEG 在不同疾病中的临床应用证据一览表
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离临床常规还有多远?
TMS-EEG主要瓶颈包括:设备、采集、分析等未完全标准化;刺激参数(强度、线圈角度、靶点定位)、分析流程、正常参考值缺乏统一规范;大多数研究样本量小、单中心,可重复性待验证;设备兼容性、人员培训、监管审批路径也尚未成熟。建立多中心正常人群数据库、开发自动化伪迹去除算法、制定国际操作与报告标准、开展针对具体临床问题的随机对照试验。
总 结
TMS-EEG不是“取代影像或量表”,而是在标准化条件下提供了一个高时间分辨率、可重复的脑功能探针。
在意识障碍、卒中、阿尔茨海默病等领域,它已经展现出“临床级”潜力。
但当前最该做的,是建立统一方法学和正常人数据库,推动从“研究工具”到“临床工具”的跨越。
撰文:吴玉莲
审核:尧利书
编辑:马睿琦
参考文献:
[1]Ziemann U, et al. Clinical utility and prospective of transcranial magnetic stimulation combined with electroencephalography: A recent commentary by an international expert panel [J]. Clinical Neurophysiology, 2026, 184: 2111487.
[2]Rosanova M, Gosseries O, Casarotto S, et al. Recovery of cortical effective connectivity and recovery of consciousness in vegetative patients[J]. Brain, 2012, 135(4):1308‑1320.
[3]Ragazzoni A, Pirulli C, Veniero D, et al. Vegetative versus minimally conscious states: a study using TMS‑EEG, sensory and event‑related potentials[J]. PLoS One, 2013, 8(3):e57069.
[4]Sarasso S, D'Ambrosio S, Fecchio M, et al. Local sleep‑like cortical reactivity in the awake brain after focal injury[J]. Brain, 2020,143(12):3672‑3687.
[5]Bai Y, Belardinelli P, Thoennes C, Blum C, Baur D, Laichinger K, et al. Cortical reactivity to transcranial magnetic stimulation predicts risk of post‑stroke delirium[J]. Clinical Neurophysiology, 2023, 148:97‑108.
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