在接受经颅磁刺激（rTMS）后，患有自闭症谱系障碍和同时伴有智力障碍的幼儿的静态与动态脑网络结构发生了多维度重组

《Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry》：Multidimensional reorganization of static and dynamic brain network architecture following rTMS in young children with autism spectrum disorder and co-occurring intellectual disability

基于rTMS干预的儿童自闭症脑网络动态重组与临床响应关联性研究，采用随机对照设计证实低频左DLPFC rTMS可优化网络拓扑效率（HOFC/LOFC提升）、增强α远端同步、抑制δ病理超连接，并降低δ-β跨频耦合异常，其中δ网络分离度与β耦合解耦程度与临床行为改善（ABC量表）呈显著正相关，为便携式EEG动态监测提供预测指标。

　　

姜建南|吴娟梅|李宇琦|刘楠|李晓丽|陈赫

中国宁波宁波康复医院儿童康复科

摘要

目的

重复经颅磁刺激（rTMS）已成为治疗自闭症谱系障碍（ASD）的一种有前景的方法。然而，其治疗效果的神经生理机制，尤其是关于大脑网络动态的复杂重组，仍很大程度上尚未被阐明。本研究旨在揭示低频rTMS引起的多维网络重组，并确定ASD幼儿临床反应的具体电生理预测因子。

方法

在一项随机、假对照试验中，44名ASD幼儿被随机分配接受活性rTMS（1 Hz，左侧背外侧前额叶皮层）或假rTMS，每次治疗20次。基线和干预后均采集了静息状态脑电图（EEG）数据。我们采用了一个综合分析框架，整合了静态低阶和高阶功能连接（LOFC/HOFC）、图论拓扑、动态网络状态熵（NSE）和频间耦合来评估网络重组。临床疗效通过自闭症行为检查表（ABC）进行评估。

结果

与假刺激相比，活性rTMS在感觉行为和总行为评分方面取得了显著改善。从神经生理学角度来看，rTMS引发了以下“恢复性”重组：（1）抑制了δ波段的病理性过度连接，并增强了α波段的远程同步；（2）优化了网络拓扑结构，表现为α波段的全球和局部效率提高；（3）调节了动态灵活性，表现为低频动态的稳定和高频不稳定性的增强；（4）解耦了异常的跨频相互作用，特别是减少了病理性δ-β耦合。关键的是，δ网络分离的增加和病理性δ-β耦合的减少与临床症状缓解的程度显著相关。

结论

低频rTMS促进了ASD儿童大脑网络的全局重组，使神经架构从无序、过度连接的状态转变为优化、层次分明的系统。尽管便携式EEG的空间分辨率有限，但严格的多维分析揭示了显著的时间动态变化。网络分离、跨频解耦与感觉行为改善之间的直接联系表明，多维EEG指标可能是监测早期ASD干预治疗效果的潜在生物标志物。

引言

自闭症谱系障碍（ASD）是一种复杂的神经发育障碍，其特征是社交沟通能力缺陷和受限的重复行为模式（Wei等人，2021年；Bush和Scott，2022年）。鉴于其病因的多样性，越来越多的人认为需要超越“一刀切”的行为干预策略，采用精准医疗方法（Qin等人，2024年）。从病理生理学角度来看，ASD通常与兴奋-抑制（E/I）失衡和神经连接紊乱有关，这阻碍了最佳的信息处理（Savino等人，2025年；Culotta和Penzes，2020年）。经颅磁刺激（TMS）作为一种非侵入性神经调节技术，已成为一种有前景的治疗手段（Keser等人，2023年）。通过调节皮层兴奋性，TMS有可能调节紊乱的E/I平衡，并改善儿童群体的核心症状（Savino等人，2025年；Wolfson等人，2024年）。

尽管TMS的应用日益广泛，但其治疗效果的神经生理机制仍不完全清楚。Yuan等人的最新系统评价证实，虽然TMS显著改善了刻板行为和社会行为，但关于神经影像生物标志物的研究落后于临床应用，使得神经重组的“黑箱”仍然未得到充分探索（Yuan等人，2024年）。理论模型表明，调节异常振荡活动——特别是在α波段——对于恢复网络同步至关重要（Schaworonkow，2023年；Zonca和Holcman，2021年）。然而，大脑是一个动态的、层次分明的系统（Jiang等人，2023年）。仅依赖静态测量或局部功率谱无法捕捉TMS引起的复杂、随时间变化的重组。为了完全解码其作用机制，需要一个整合高阶相互作用和动态状态转换的多维框架。

在我们最近的研究中，我们发现了ASD儿童网络功能障碍的独特“特征”，表现为网络整合与分离之间的不平衡。因此，一个关键的科学问题是：TMS是否通过特异性逆转这些异常的多维网络模式来发挥其治疗效果？更重要的是，这些神经生理重组是否直接转化为可观察到的临床改善？

为了解决这个问题，本研究对ASD儿童进行了TMS干预的对照研究。我们使用了一个强大的多维EEG框架来追踪治疗前后的变化。我们的具体目标是：（1）调查TMS是否可以缓解ASD特有的异常静态和动态网络模式；（2）建立神经网络重组与临床疗效之间的机制联系，从而确定预测治疗反应的潜在神经影像生物标志物。

研究设计

本研究采用随机、假对照设计，共有44名被诊断为ASD的儿童参与。参与者通过计算机生成的随机数序列被随机分配到两个相等的组：实验组（n = 22）和对照组（n = 22）。数据收集时间为2024年6月至2024年8月。研究方案分为三个阶段：

1.

基线评估（T0）：干预前，所有参与者都接受了全面的

结果

本研究采用了一个结合静态、动态和频间分析的多维框架，系统地评估了rTMS干预的神经生理效应。2 × 2重复测量方差分析（组 × 时间）显示多个网络指标存在显著的交互作用。事后分析确认，假对照组在基线和干预后的任何网络指标上均无统计学差异（p > 0.05）。

讨论

本研究采用多维EEG框架，阐明了低频rTMS在ASD幼儿中的治疗效果的神经生理机制。我们的发现提供了有力证据，表明应用于左侧DLPFC的rTMS不仅改变了局部皮层兴奋性，还诱导了大脑网络架构的全局重组。临床表现为ABC总评分和特定行为领域的显著改善。

结论

总之，本研究表明，应用于左侧DLPFC的低频rTMS是一种有效的神经调节策略，适用于ASD幼儿。其治疗机制涉及大脑网络的整体重组，表现为抑制病理性低频噪声（δ波段）、恢复远程认知整合（α波段）、优化拓扑效率以及增强网络动态灵活性。

作者贡献声明

姜建南：撰写——初稿、软件、方法学、研究、数据分析、概念化。吴娟梅：项目管理、方法学、研究、数据分析。李宇琦：研究、数据分析。刘楠：研究、数据分析。李晓丽：撰写——审稿与编辑、监督、资源获取、概念化。陈赫：撰写——审稿与编辑、监督、方法学、资金获取、概念化。

伦理声明

本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》进行，并获得了宁波康复医院伦理委员会的批准（批准编号2023007）。

伦理批准和参与同意

本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》进行，并获得了宁波康复医院伦理委员会的批准（批准编号2023007）。所有参与者在入组前都获得了父母或法定监护人的书面知情同意。监护人明确被告知他们有权随时退出实验而不会受到任何后果。

资助

本研究得到了国家重点研发计划（资助编号2025YFE0205100）、“永江科技创新2035”关键研发项目（2025Z182）和“永江科技创新2035”重大应用示范项目（2025Z196）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们衷心感谢所有参与儿童及其监护人的合作与支持。