重复经颅磁刺激对海洛因成瘾者大脑默认功能网络的影响机制


背景介绍



海洛因成瘾的定义为强迫性海洛因寻求和消费行为，尽管意识到严重的负面后果，可导致严重的社会和个人问题，如个人发病率、经济损失、公共卫生危机和过度诱导的死亡率(Kolodny等，2015)。针对左侧背外侧前额叶的重复经颅磁刺激已被证实可以降低海洛因成瘾者的渴求水平，但其降低渴求水平的神经机制尚不十分清楚。


Menon（Menon，2011）提出了一个由默认模式网络（DMN）、凸显网络（SN）和执行控制网络（ECN）组成的三重脑网络模型，该网络在海洛因成瘾中持续异常（Volkowet aL，2011）。DMN 主要包括内侧前额叶皮层（MPFC）、后扣带皮层（PCC）和双侧顶下小叶（IPL），涉及注意力、自我监测和内省思维（Greicius etaL，2003）。ECN 包括双侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）和双侧后顶叶皮层（PPC），与注意加工、工作记忆和决策有关（Li et aL，2018）。


海洛因依赖（HD）个体在 DMN 和 ECN 内部和之间表现出异常的大脑活动和功能连接。空军军医大学唐都医院魏龙晓团队进行了功能磁共振成像（fMRI）来分析 HD 患者在 7 次经颅磁刺激之前和之后的 DMN 和其他大脑网络内部和之间的功能连接。


实验方法




研究中一共纳入30名海洛因成瘾者，并在干预前后收集渴求和戒断症状数据以及静息态功能磁共振成像数据。同时，纳入30名在人口学上相匹配的未接受重复经颅磁刺激的健康者作为对照组。本研究重点关注的是干预前后海洛因成瘾者默认功能网络核心脑区内侧前额叶、后扣带回和双侧顶下小叶的功能连接变化。作者定义了 DMN 的四个感兴趣区域（ROI），包括 MPFC、PCC和双侧IPL。作者对HD（治疗前）vs HD（治疗后)进行配对t检验；对HD（治疗前）vs HC、HD(治疗后) vs HC进行了双样本t检验。


所有HD患者在一周内接受7次10hz的重复经颅磁刺激干预。rTMS组接受针对左侧DLPFC的10Hz 刺激，持续 10min（5s 刺激时间，10s 刺激间歇，2000脉冲）。采用带有 8 字形刺激线圈的(BY-90A)的 M-100 ultimate (深圳英智) rTMS 设备。



实验结果


参与者





   HD（海洛因依赖个体） 组和 HC （健康对照）组在年龄、受教育年限、吸烟时间、每天吸烟和头部运动方面没有显著差异。



    经颅磁刺激对戒断症状和渴求的影响



上图显示，成对t检验结果显示，经颅磁刺激 7 个疗程后，HD 患者的戒断症状评分（t=4.31；P<0.001）、自发性渴求评分(t= 2.27；P<0.05)、海洛因诱发的渴求评分（t=4.36；P<0.001）显著下降。


基于 rTMS 影响基于 DMN 的功能连接




上图显示，在基于 PCC 的分析中，我们发现 HD 组与 HC 组相比表现出 PCC-左额下回，PCC-右侧中央前回耦联增加。



在完成 7 个疗程的 rTMS 疗程后，HD 组的 PCC-左额下回耦合异常增加后出现了减少，并在HC组表现出类似的趋势。但在治疗后，(HDvsHC）pcc-右中央前回耦联持续存在。