由日内瓦大学(UNIGE)与苏黎世联邦理工学院合作进行的一项研究显著提高了非侵入性脑刺激技术的准确性，为该技术在神经和精神疾病治疗中的应用铺平了道路。
Credit: Cell Systems (2026). DOI: 10.1016/j.cels.2026.101610
脑刺激技术可以校正帕金森病和抑郁症等疾病中涉及的神经回路的异常活动。然而，当前通过头皮传递的经颅刺激方法只能到达大脑表面，限制了其有效性。另一方面，深部脑刺激可以针对更深的结构，但需要手术植入电极。
日内瓦大学神经科学和心理健康研究中心(Synapsy Center)的研究团队与苏黎世联邦理工学院、苏黎世怀斯中心和洛桑联邦理工学院(EPFL)合作，改进了一种名为"时间干扰刺激"的有前景的中间技术。这种方法可能允许更深入、更有针对性的非侵入性脑刺激。该研究发表在《Cell Systems》期刊上。
大脑依靠电化学信号在庞大的神经网络中循环来发挥功能。在某些情况下，这些节律变得太弱、太强或不同步。向特定脑回路提供电刺激可以帮助恢复健康、功能性的活动模式。
"原理不是刺激整个大脑，而是针对活动紊乱的特定网络，"日内瓦大学医学院精神病学和基础神经科学系助理教授、Synapsy中心成员Valerio Zerbi解释道。
"然而，对运动、记忆或情绪调节至关重要的某些区域深埋在大脑中，难以以非侵入性和精确的方式到达。"
一种有前景但不完善的技术
目前的非侵入性技术，如经颅磁刺激(TMS)、经颅直流电刺激(tDCS)或经颅交流电刺激(tACS)，主要影响大脑的表层。相反，深部脑刺激(DBS)能有效针对深层结构，但需要进行侵入性手术。时间干扰刺激(TIS)代表了一种能够无需手术即可达到深层区域的新兴替代方案。
其原理基于从头皮施加的两个略有频率偏移的高频电场之间的干扰。当这些电场在大脑中相遇时，它们的频率差会产生一个较慢的信号，神经元可以对此做出反应。
"神经元对非常高频的信号不太敏感，但它们可以检测到两个信号交互时产生的干扰频率，"Zerbi解释道。
"这种干扰理论上允许我们在不强烈刺激信号通过的组织的情况下针对深层区域，但外围效应的程度直到现在才真正在整个大脑中进行测量。"
观察全脑效应
为了评估非目标效应，研究团队在小鼠中刺激了被称为"内侧前额叶皮层"的大脑区域。研究人员利用电生理学、钙成像和功能性磁共振成像的组合来捕捉TIS在目标位置和整个大脑中的效果。
"先前的研究表明，可以使用该技术刺激深层区域，但在精确了解其他地方发生的情况之前，我们无法安全地将其应用于人类，"Zerbi说。
"借助功能性磁共振成像，我们能够可视化所有被激活的区域并量化非目标效应。"
结果证实，TIS确实能调节目标区域的神经元活动，但也揭示了其他回路中的非预期激活。
迈向更安全的刺激
为了提高该技术的精确度，研究人员决定添加第三对电极来生成抵消电场。这主动中和了非目标区域中的电场，同时不降低目标区域的效果。
"我们引入了一个旨在抑制非预期干扰的电场，同时保持所需刺激的有效性，"研究人员解释道。
这一突破解决了TIS的主要障碍之一，对于针对抑郁症、强迫症、成瘾甚至帕金森病等精神和神经系统疾病中的小型深层结构可能至关重要。
这些结果尚未使TIS成为深部脑刺激的直接替代品，但它们显著增强了其临床潜力。最终，这种方法可以作为现有疗法的补充，因为目标不一定是要取代它们，而是要拥有一种更精确和互补的非侵入性工具。
"理解和管理限制TIS的非目标效应是在考虑更广泛的临床应用之前必不可少的步骤，"Zerbi总结道。
出版详情
Iurii Savvateev等人，《结合功能性磁共振成像的多对相位调制时间干扰电刺激》，《Cell Systems》(2026)。DOI: 10.1016/j.cels.2026.101610
期刊信息：Cell Systems
关键医学概念
深部脑刺激
经颅磁刺激
经颅直流电刺激
临床类别
神经学
精神病学
由日内瓦大学提供
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