研究人员检查经颅磁刺激对大脑的影响

　　鲁尔大学波鸿分校的研究人员对经颅磁刺激(TMS)如何影响神经元功能互连性的问题有了新的认识。为了可视化，他们使用荧光染料，这些染料通过光提供神经元活动的信息。利用这一技术，他们在动物模型中显示，颞下颌关节使大脑视觉皮层中的神经元连接倾向于重组过程。

　　TMS正被用于治疗抑郁症、阿尔茨海默氏病和精神分裂症等多种脑部疾病，但关于TMS的确切工作方式的研究很少。波鸿光学成像实验室副教授德克·扬克尔博士团队在美国国家科学院学报(PNAS)上介绍了该实验室的新发现。

　　视觉皮质对皮质地图的影响

　　研究人员已经研究了颞下颌关节如何影响大脑视觉部分所谓的方位图的组织。这些地图一部分是遗传决定的，一部分是与周围环境相互作用的结果。例如，在视觉皮层，神经元对特定方位的对比边缘作出反应，这些方位通常构成物体的边界。优选对特定方位边缘作出反应的神经元被紧密分组，而具有其他方位偏好的神经元群集逐渐位于更远的地方，共同形成跨越所有方位的系统图。

　　研究小组采用高频颞下颌关节运动，在手术前后将神经元的行为与具有特定角度取向的视觉刺激进行比较。结果:在磁刺激后，神经元的反应更加多变，也就是说，它们对特定方向的偏好不如TMS之前明显。“你可以说，在TMS之后，神经元有些犹豫不决，因此有可能接受新的任务，”德克·扬克尔解释说。“因此，我们推断，这种治疗为我们提供了诱导可塑性过程的时间窗口，在此过程中神经元可以改变其功能偏好。"

　　短暂的视觉训练重塑了地图

　　研究小组随后调查了TMS治疗后被动视觉训练的影响。20分钟暴露于特定角度方位的图像导致大脑中代表训练方位的那些区域扩大。Jancke说:因此，视觉皮层的地图在短时间内改变其布局，将先前视觉刺激的资讯内容中的偏差纳入其中。DirkJancke解释说:“这种程序——即在颞下颌关节运动后进行有针对性的感觉或运动训练，以改变大脑的连接模式——可能是治疗干预以及特定形式的感觉运动训练的有用方法。”。

　　方法上的挑战

　　经颅磁刺激是一种非侵入性无痛手术:螺线管位于头部上方，通过电磁波可以激活或抑制所述大脑区域。由于TMS的强磁场叠加了研究人员用来监测TMS神经元效应的信号，因此目前对这一过程对细胞网络水平的影响知之甚少。磁脉冲特别干扰电测量技术，例如EEG。此外，在人体参与者中使用的其他程序，例如功能磁共振成像，太慢或者它们的空间分辨率太低。

　　dirkJancke的研究小组使用嵌入神经元细胞膜的电压依赖性荧光染料，以高时空分辨率测量TMS后的大脑活动。一旦神经元的活性被调节，染料分子就会改变发射强度。因此，光信号提供了神经元群活动立即变化的信息。

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