《Sensory Neuroscience》:Non-Invasive Brain Stimulation in Chronic Pain: Current Evidence, Network Perspectives and Paths to Personalization
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这篇综述系统梳理了非侵入性脑刺激(NIBS)在慢性疼痛治疗中的最新进展,从网络神经科学视角阐释了经颅磁刺激(TMS)、经颅电刺激(tES)和低强度聚焦超声(LITUS)的作用机制与临床证据。文章指出高频运动皮层rTMS对神经病理性疼痛和纤维肌痛症具有最稳定的短期镇痛效果,同时深入探讨了基于个体化连接组学和电场模型的精准靶向策略,为突破当前疗效瓶颈提供了创新思路。
慢性疼痛的网络视角
慢性疼痛被重新定义为涉及感觉、情感突显和下行调制通路相互作用的网络层面神经可塑性障碍。这种系统级框架将疼痛理解为三个部分重叠通路的失衡:外侧感觉辨别通路编码疼痛物理特征,内侧情感突显通路分配威胁值和注意优先级,下行调制通路负责自上而下的抑制控制。当这些通路持续失衡时,就会形成疼痛的慢性化。
NIBS技术现状
在众多NIBS技术中,高频(10-20 Hz)初级运动皮层(M1)重复经颅磁刺激(rTMS)显示出最一致的短期镇痛效果,特别是在神经病理性疼痛和纤维肌痛症中。经颅直流电刺激(tDCS)产生的益处较小且异质性强,证据确定性低;而经颅交流电刺激(tACS)和经颅随机噪声刺激(tRNS)仍主要处于实验阶段。低强度经颅聚焦超声(LITUS)凭借毫米级聚焦精度和深部靶向能力,在早期研究中显示出潜力但证据尚初步。
个体化创新路径
当前NIBS疗效受限的关键在于基于人群的靶点选择和固定参数方案忽视了个体网络组织的差异性。新兴的个体化策略包括:基于图论的网络靶向技术,通过识别个体功能连接组中的关键枢纽节点来优化刺激靶点;个性化电场/声场建模,通过MRI引导的电流流动模拟确保神经靶点接收标准化的物理剂量;闭环神经调控系统,利用脑电图(EEG)或功能磁共振成像(fMRI)生物标志物实时调整刺激参数。
技术挑战与展望
尽管个体化策略前景广阔,但仍面临多重挑战:tES的电场强度较弱且扩散,靶点参与度不稳定;LITUS需要克服颅骨引起的声束畸变并建立标准化剂量报告体系;闭环系统需要解决实时生物标志物验证和刺激伪迹干扰等技术瓶颈。未来需要更多设计严谨的多中心随机对照试验,结合多模态影像和神经生理学指标,验证这些个体化策略在慢性疼痛治疗中的实际价值。
研究表明,将疼痛重新概念化为网络障碍,并在此基础上开发个体化的NIBS策略,有望突破当前镇痛治疗的瓶颈,为慢性疼痛患者提供更精准有效的神经调控治疗方案。