脑电触发的涟漪爆发式经颅磁刺激诱导睡眠纺锤状态依赖的运动皮层可塑性

背景：睡眠纺锤波是神经可塑性和记忆巩固的基础。本研究旨在对睡眠中的健康受试者，在海马波纹频率下采用实时脑电（EEG）爆发式重复经颅磁刺激（rTMS），靶向不同的纺锤波状态，并检验依赖于纺锤波状态的皮质脊髓和感觉运动皮层可塑性诱导效应。我们假设，纺锤波谷是诱导可塑性的一个尤为关键的状态，因为海马波纹自然嵌套于纺锤波谷中，反映了记忆痕迹的重放，并促进记忆巩固。 方法：14名受试者接受了4个实验夜的测试，在此期间，rTMS分别施加于纺锤波谷、纺锤波峰、纺锤波随机相位或无纺锤波时段。可塑性指标包括静息态脑电（rsEEG）功率、运动诱发电位（MEP）振幅、局部平均场振幅（LMFA，针对N45和P60电位成分）、即时反应斜率（IRS）以及经颅磁刺激相关时频反应（TFR）的变化。上述指标均在受试者醒来后、rTMS干预结束后10分钟和30分钟进行测量，并与睡眠前基线进行比较。 结果：纺锤波谷rTMS导致睡眠前后rsEEG β频段功率、MEP振幅、P60-LMFA、IRS及α频段TFR下降，同时N45-LMFA升高。其他依赖于纺锤波状态的rTMS干预均未产生一致性的可塑性变化。 结论：以波纹爆发式rTMS靶向纺锤波谷，能够在广泛的皮质脊髓和感觉运动皮层兴奋性指标中，持续引发类似长时程抑制的长期变化。这为有针对性地操控人类睡眠生理过程，从而改善特定行为过程（如记忆巩固）提供了颇具吸引力的可能性。

背景：睡眠纺锤波是突触可塑性和记忆巩固的基础。在本研究中，我们旨在利用以海马波纹频率为靶点的实时脑电（EEG）爆发式重复经颅磁刺激（rTMS），在睡眠中的健康受试者中靶向不同的纺锤波状态，并检验依赖于纺锤波状态的皮质脊髓和感觉运动皮质可塑性诱导效应。我们假设，纺锤波波谷是诱导可塑性的一个尤为关键的状态，因为海马波纹活动在自然状态下嵌套于纺锤波波谷之中，反映记忆痕迹的再激活，并促进记忆巩固。

方法：14名受试者分别接受了4个实验夜晚的测试，其中rTMS分别施加于纺锤波波谷、纺锤波波峰、纺锤波随机相位，或纺锤波缺失时段。可塑性指标包括静息态脑电（rsEEG）功率、运动诱发电位（MEP）幅度、局部平均场幅度（LMFA；针对N45和P60电位成分）、即时反应斜率（IRS）以及经颅磁刺激相关的时频反应（TFR）。这些指标均在受试者醒来后、rTMS干预结束后10分钟和30分钟进行测量，并与睡眠前基线进行比较。

结果：与睡眠前相比，纺锤波波谷rTMS导致睡眠后rsEEG β频段功率、MEP幅度、P60-LMFA、IRS以及α频段TFR下降，同时N45-LMFA升高。其他依赖于纺锤波状态的rTMS干预均未产生一致性的可塑性变化。

结论：以波纹爆发式rTMS靶向纺锤波波谷，能够在广泛的皮质脊髓和感觉运动皮质兴奋性指标中持续引发类似长时程抑制的变化，表现尤为突出。这为有针对性地调控人类睡眠生理过程以改善特定行为功能（如记忆巩固）提供了富有吸引力的可能性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748506v1?rss=1

🏷️ 睡眠纺锤波 脑电触发经颅磁刺激 运动皮层可塑性 皮质脊髓兴奋性 长时程抑制