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海马体活动支持记忆等多种脑功能。为解决海马功能连接(FC)引导的经颅磁刺激(TMS)缺乏直接神经证据的问题，研究人员结合颅内脑电图(iEEG)与功能磁共振成像(fMRI)，开展了针对个性化顶叶皮质的靶向TMS研究。结果表明，单脉冲TMS可在海马体诱发特异性活动模式，其变异性与个体FC强度相关，而重复TMS可选择性抑制海马θ振荡。该研究为发展旨在改善海马依赖性功能的个性化神经调控策略提供了多模态因果神经证据和重要机制见解。
记忆，这种将我们与过去相连的能力，其神经基础深藏于大脑深处，其中海马体扮演着核心角色。它不仅是形成新记忆的“引擎”，也参与了空间导航、情绪处理等多种高级认知功能。然而，随着年龄增长或罹患神经系统疾病，海马相关的功能常会受损。那么，有没有可能从外部“无创”地调节海马的活动，从而改善相关的脑功能呢？这成为了神经科学和临床医学领域一个极具吸引力的前沿课题。
经颅磁刺激(TMS)技术，是一种非侵入性的脑刺激方法，它利用时变磁场在头皮外诱导出微弱电流，从而暂时性地调节特定大脑皮层的兴奋性。近年来，一种“功能连接引导”的TMS策略展现出巨大潜力。其核心思想是：并非直接刺激深埋脑内的海马，而是通过刺激与海马存在稳定功能连接的脑皮层“热点”，间接地“遥控”海马。功能性磁共振成像(fMRI)研究表明，顶叶皮层与海马之间存在强功能连接，这使其成为一个有潜力的TMS干预靶点。初步的临床研究也暗示，针对顶叶的TMS可能有助于改善记忆表现。
但一个根本性的科学问题悬而未决：这种靶向顶叶的TMS，究竟是否真的能有效“触及”并“调控”海马？换言之，我们缺乏直接的、因果性的神经证据来证明TMS信号能够沿着预想的通路（如功能连接网络）传递到海马，并在海马内引发具有生物学意义的神经电活动变化。没有这些证据，这种看似前景广阔的治疗策略就如同“黑箱”操作，其科学基础和优化方向仍不明朗。为了回答这个关键问题，一个国际研究团队在《Nature Communications》上发表了他们的最新成果，他们结合了高时空分辨率的颅内记录和群体水平的大脑成像，为功能连接引导的TMS调控海马提供了坚实、多模态的证据。
研究人员运用了颅内脑电图(iEEG)和功能磁共振成像(fMRI)两大核心技术，在两类人群中进行了验证。iEEG记录直接来自8名因治疗需要而植入颅内电极的神经外科患者，提供了无与伦比的、高信噪比和高时间分辨率的局部场电位数据，以精确捕捉TMS脉冲后海马内的瞬时电生理反应。fMRI则在79名神经健康参与者中进行，提供了全脑尺度的空间信息，用于验证TMS诱发的血氧水平依赖(BOLD)信号变化，并关联个体差异。研究的关键在于“个性化靶点”：对每位参与者，都基于其静息态fMRI数据，计算其左侧顶叶内与海马功能连接最强的坐标点，以此作为TMS刺激的精确位置，确保了刺激的个体化与特异性。
TMS诱发海马神经反应的直接证据
研究者首先在iEEG患者中施加单脉冲TMS。结果清晰显示，对个体化的、海马功能连接引导的顶叶靶点进行TMS，能够优先在海马内诱发出特异性的电生理活动。这些反应具有独特的时间和频谱特征，包括早期的（刺激后约50-150毫秒）和高频（γ波段，>30 Hz）活动，以及稍晚的、更广泛分布的θ（约4-8 Hz）和α/β波段活动。这表明，TMS脉冲并非被局限在刺激点，而是沿着功能连接网络有效地传播到了海马，并引发了具有时间锁定的、多频段的神经集群响应。
反应变异性与功能连接强度的关联
进一步分析发现，TMS在海马诱发的反应强度存在显著的个体差异。重要的是，这种变异性并非随机，而是与一个关键的个体特征紧密相关：刺激靶点（顶叶）与记录位点（海马）之间的功能连接(FC)强度。具体而言，那些顶叶-海马功能连接更强的个体，其海马对顶叶TMS的反应也更强。这为“功能连接引导”策略的有效性提供了直接的机制支持，表明个体自身的大脑网络架构是决定TMS干预效果的重要因素。
重复TMS对海马振荡活动的调制作用
除了单脉冲的“探针”作用，研究人员还考察了重复性TMS（一种常用于诱导神经可塑性、产生持续效应的刺激模式）对海马自发活动的影响。在施加了短暂的重复TMS序列后，他们观察到海马的自发神经活动发生了特异性改变：海马θ振荡的功率被选择性抑制了，而其他频段的振荡未受显著影响。θ振荡是海马在记忆编码和检索过程中的关键节律，这一发现表明，功能连接引导的顶叶TMS不仅能在瞬时“激活”海马，更能持续性地、有选择地“调节”海马与认知功能密切相关的内在节律活动。
这项研究通过结合颅内记录与脑成像，提供了多模态的、因果性的神经证据，系统性地证实了基于功能连接的个体化顶叶TMS能够有效“触及”并“调控”海马。它首先直接观测到TMS脉冲可沿功能网络通路优先在海马引发特异性电活动；其次揭示了这种效应的个体差异源于其固有的脑网络连接强度；最后证明了重复TMS可选择性调节海马的功能相关节律（θ振荡）。这些发现超越了以往行为学或间接成像的关联性证据，从神经机制层面深刻阐释了功能连接引导TMS的作用原理。其重要意义在于，它不仅为发展针对记忆障碍等海马相关疾病的、基于脑网络个体差异的精准神经调控疗法，奠定了坚实的科学基础，也为理解非侵入性脑刺激如何通过分布式网络影响深部脑区，提供了关键的见解。未来，这种“先测绘，后刺激”的个性化脑网络靶向策略，有望为一系列精神神经疾病的治疗开辟新途径。
