双相情感障碍(bipolar disorder, BD)指临床上既有躁狂或轻躁狂发作,又有抑郁发作的一类心境障碍,其关键特征是极端的心境波动,从躁狂的高峰跌到重度抑郁的低谷,但除了上述情绪症状外,患者同样可能出现包括学习、记忆和执行功能缺陷等认知障碍。
传统治疗手段在疗效和副作用方面存在局限。非侵入性神经调控技术,如经颅交流电刺激(tACS)和重复经颅磁刺激(rTMS),虽展现出改善认知的潜力,但仍面临个体差异导致的电流分布不均、刺激位点定位不精准及疗效不一致等挑战。

针对现有不足,本研究提出了一种多模态神经调控方案(multimodal neurostimulation, MNS)。并通过双盲随机对照试验,验证该方案在改善BD患者认知功能方面的临床价值。
方法
多模态神经调控方案(MNS方案):
该方案是一种结合了个体化tACS和神经导航下 rTMS 的顺序刺激方法 。
个体化 tACS 干预频率为 40 Hz,持续 30 分钟 。tACS 结束后紧接着进行 rTMS 。
该方案利用个体化弥散张量成像(DTI)数据精确识别背外侧前额叶皮层(DLPFC)与背侧前扣带回(dACC)之间的纤维束,并选择结构连接强度最高点作为刺激位点 。

MNS方案示意图
实施方案:
tACS:40 Hz,30 分钟,起始和结束各有 30 秒的电流缓升/缓降过程 。
rTMS:tACS 结束后立即进行,刺激频率 10 Hz,强度为 100%RMT,刺激5s,间歇15s,总脉冲数为 3000 。
治疗周期:每位患者接受为期 3 周(每周 5 天,共 15 次)的顺序治疗 。
试验设计:
随机、双盲、对照临床试验 。
BD 患者被随机分配到四组 :


临床试验设计和干预方案
被试:
总计100名 14-45 岁、处于稳定期且伴有认知障碍的 II 型双相情感障碍患者 。
入组标准:临床缓解至少 3 个月(杨氏躁狂评定量表(YMRS) ≤ 6,17 项汉密尔顿抑郁评定量表(HAMD-17) ≤ 7)、认知障碍自评量表(PDQ)得分 ≥ 17 。
结果
认知功能

临床干预结果
经过3周治疗后,A 组在识别任务(Spotter CRT)、连线测验(TMT)和数字符号替换测验(DSST)的得分改善显著优于其他各组。
静息态功能磁共振分析

基于 fALFF 分析的大脑显著簇的空间分布
仅 A 组在左侧额下回的分数低频振幅(fALFF)值显著增加,而其他三组在治疗前后未见显著的区域脑活动改变,表明tACS 和 rTMS 的联合干预具有局部神经效应。
结论
MNS方案对BD患者具有临床疗效
这是首个基于 DTI 引导的多模态神经调控方案在改善处于稳定期 BD 患者认知功能方面疗效的双盲随机对照试验。研究发现,MNS 方案在改善患者注意力、处理速度和执行功能方面显著优于单模式刺激或伪刺激。
MNS方案的疗效归因
tACS 通过调节节律性脑活动来增强皮层兴奋性,而之后的 rTMS 则可能利用 tACS 产生的“启动效应”,从而更有效地诱导长时程增强效应。
利用 DTI 确定 DLPFC 与 dACC 之间白质结构连接最强处来精确定位。白质纤维束作为物理信号传输的载体,为电磁刺激提供了更稳定的传播路径,提高了刺激靶向性。
BD 患者普遍存在 γ 频段振荡异常,这与认知缺陷密切相关。通过40Hz tACS的外部频率夹带使患者失调的内在脑节律同步化,这种节律重塑可能促进了PFC内部及PFC-ACC回路的信息交换,从而改善了认知表现。
额下回是认知控制、反应抑制和情绪调节的核心脑区且 BD 患者表现出该区域的功能减退。经MNS方案干预后,患者的认知功能提升与左侧额下回活动的增加相一致,提示该区域可能是 MNS 方案发挥治疗作用的关键靶点。
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参考文献:
Wang, M., Zhou, H., Zhang, X., Chen, Q., Tong, Q., Han, Q., ... & Hu, S. (2025). Alleviating cognitive impairments in bipolar disorder with a novel DTI-guided multimodal neurostimulation protocol: a double-blind randomized controlled trial. BMC medicine, 23(1), 334.