两篇Cell论文联合解密：经颅磁刺激快速抗抑郁的核心机制

本文来自微信公众号： 生物世界 ，编辑：王多鱼，作者：生物世界

脑刺激技术有望从根本上革新神经精神疾病的治疗方案，这类疾病本身就是特定神经环路功能异常引发的。经颅磁刺激简称TMS，是一种非侵入式的局部神经调节技术，它依靠电磁脉冲激活大脑目标区域的神经活动，如今已经成为临床治疗抑郁症和其他多种疾病的主流脑刺激方案。

在针对神经精神疾病的临床治疗中，医生一般会使用重复经颅磁刺激也就是rTMS的脉冲序列，来让大脑功能产生长期的改变。目前这种治疗方法确实已经证实有效，但仍然有不少患者对治疗无应答，或是治疗后依然残留抑郁症状，而且还有很多脑部疾病目前还没有获批的rTMS治疗方案。更关键的问题是，直到现在我们都还没弄清楚rTMS发挥治疗作用的具体分子与神经机制，这也让我们没办法针对不同症状、不同疾病对应的功能失调脑环路，对治疗方案进行合理的优化升级。

2026年5月7日，国际顶级学术期刊Cell连发两篇背靠背研究，终于揭开了经颅磁刺激能够快速治疗抑郁症的底层机制。

aiTBS依靠细胞特异性机制发挥抗抑郁作用

第一篇研究来自加州大学洛杉矶分校团队，论文标题为《一种驱动经颅磁刺激快速抗抑郁效果的细胞类型特异性机制》（A cell type-specific mechanism driving the rapid antidepressant effects of transcranial magnetic stimulation）。

重复经颅磁刺激rTMS是治疗脑部疾病的新兴疗法，但它的具体治疗机制始终不清晰。在这项研究中，研究团队专门开发了一款微型磁刺激线圈，它能够精准、高强度地刺激小鼠大脑的特定微小区域，还可以让小鼠在清醒状态下完成刺激过程，完美模拟了临床上的实际治疗场景。

在此基础上，团队研究了目前唯一一款可以快速起效的rTMS抗抑郁方案——加速间歇性θ脉冲刺激（accelerated intermittent theta burst stimulation，简称aiTBS），解析了它逆转慢性压力诱导的行为缺陷的具体神经机制。借助光纤光度记录技术，团队观察到aiTBS会让背内侧前额叶皮层（dmPFC）中的两类投射神经元——皮层内（IT）投射神经元和锥体束（PT）投射神经元产生完全不同的神经活动模式：只有皮层内投射神经元，会在aiTBS刺激过程中，以及后续抑郁相关行为发生时，保持持续的活动增强。

进一步研究证实，aiTBS能够逆转压力导致的皮层内投射神经元树突棘丢失，但是对锥体束神经元的相同问题没有作用，这也坐实了磁刺激的细胞类型特异性效应。而在rTMS刺激过程中，如果用化学遗传学方法抑制背内侧前额叶皮层的皮层内投射神经元，并不会影响锥体束神经元，但会直接阻断aiTBS的抗抑郁样行为效应。

这项研究的核心结论可以总结为四点：

• aiTBS可以有效逆转压力诱导的抑郁相关行为缺陷；

  
  

  
  

• 在aiTBS刺激过程以及后续行为测试中，只有背内侧前额叶皮层（dmPFC）的IT神经元，而非PT神经元会出现活动增强；

  
  

  
  

• aiTBS可以挽救压力诱导的IT神经元树突棘丢失，对PT神经元没有该效果；

  
  

  
  

• 在aiTBS治疗过程中抑制IT神经元，会阻断治疗带来的神经可塑性改变以及对应的行为治疗效果。

  
  

  
  

这些结果说明，aiTBS正是通过特异性增强、重塑背内侧前额叶皮层（dmPFC）皮层内（IT）投射神经元的活性与连接，才快速发挥出抗抑郁治疗效果，这项研究揭示了一个前额叶层面的作用机制，把aiTBS诱导的快速治疗效应和细胞特异性的神经环路可塑性直接关联了起来。

aiTBS通过前额叶-岛叶环路发挥抗抑郁作用

第二篇研究来自威尔康奈尔医学院团队，论文标题为《加速间歇性θ脉冲刺激的前额叶-岛叶环路机制》（Fronto-insular circuit mechanisms of accelerated intermittent theta burst stimulation）。

经颅磁刺激TMS已经是抑郁症临床治疗中广泛应用的神经调控疗法，但它的作用机制同样没有得到明确解析。目前已有间接临床证据显示，TMS可以增强前额叶皮层治疗靶点的神经可塑性，并且激活下游的神经网络，但我们一直没办法明确背后的因果机制，也就很难对它繁多的刺激参数进行优化。

在这项研究中，研究团队构建了靶向边缘前前额叶皮层的加速间歇性θ脉冲刺激（PL-aiTBS）的光遗传学研究模型，该模型本身就可以诱导出快速的抗抑郁样行为效应。团队研究发现，PL-aiTBS对前额叶的皮层内（IT）投射神经元存在细胞类型特异性的作用，具体包括上调突触相关基因表达、增加树突棘密度、增强兴奋性电流这几个方面的改变。

之后团队结合全脑c-Fos免疫标记、光纤光度记录、化学遗传学、投射特异性光遗传学调控等多种技术，证实PL-aiTBS会激活一个横跨额叶与岛叶的神经网络，而且这个神经网络的激活，对PL-aiTBS发挥抗抑郁样行为效应来说既是必要条件也是充分条件。最后，研究团队还结合人类颅内立体脑电图记录数据和静息态功能磁共振成像数据，验证了前额叶-岛叶连接性，以及TMS在人类岛叶诱发响应过程中的关键作用。

这项研究的核心发现可以总结为四点：

• aiTBS可以快速产生抗抑郁行为效应，同时诱发特定细胞类型的突触可塑性改变；

  
  

  
  

• aiTBS会激活包含岛叶皮质在内的广泛下游神经网络；

  
  

  
  

• 前额叶-岛叶神经环路直接驱动了aiTBS的抗抑郁样行为效应；

  
  

  
  

• 人类颅内脑电图和功能性磁共振成像数据，证实了该环路在人类大脑中的关键作用。

  
  

  
  

这些结果共同证明，前额叶‑岛叶神经环路是aiTBS发挥抗抑郁效应的核心中介通路。