TMS 經顱磁刺激術的原理是甚麼 ?

2021-09-27

作者 : 周呈叡 振芝心身醫學診所 醫師


隨著社會發展,罹患憂鬱症的人口比例逐年增加,在台灣每六人就有一人受到憂鬱症困擾,如何治療憂鬱症成為近年來大眾關注的焦點之一。憂鬱症成因十分複雜,牽涉到生理、心理及環境等各個層面。若從生理的角度切入,會發現憂鬱症患者其大腦很不一樣,在某些大腦區域的細胞活性和一般人有顯著不同,特別是認知功能相關的背外側前額葉皮質 ( Dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC ),以及處理負向情緒的杏仁核 (Amygdala) 等區域。而經顱磁刺激術 rTMS 可藉由強磁場將活性太低的腦區活化,活性太高的腦區抑制下來,是作為憂鬱症及強迫症等精神疾病非藥物治療的嶄新選擇。


經顱磁刺激術(TMS)的由來 

過往藥物治療還不普及的年代,歐洲的精神科醫師發現癲癇發作可以減緩情緒疾患及思覺失調症症狀,藉由通電而誘發癲癇因此成為一種治療方式,稱之為電痙攣治療 (Electroconvulsive therapy, ECT)。電痙攣治療雖然效果不錯,但是需要住院接受反覆麻醉以避免治療時的疼痛,使其在使用上受到許多限制。

經顱磁刺激術是如何作用的 ?

若無法直接通電,那是否可間接在腦中產生電流來達到治療呢? 從法拉第定律可以得知,磁場改變會在電路上產生電流,像日常生活中的信用卡及悠遊卡均依據此原理來運作,而人體內的細胞是帶電的,可視為一個個極微小的電路,同樣會受到磁場影響。經顱磁刺激術藉由儀器的線圈產生強力磁場,磁場可穿過顱骨,作用在大腦細胞上,產生電流並改變細胞活性,達到治療效果,同時也避免掉許多副作用。 

 3 個治療憂鬱症的相關腦區

磁場的效果是由頻率來決定,高頻磁場可加強細胞活性,低頻磁場則會抑制細胞活性。在治療憂鬱症方面,相關的大腦區域有背外側前額葉皮質 (DLPFC)、背內側前額葉皮質 (Dorsomedial prefrontal cortex, DMPFC) 及眼眶額葉皮質 (Orbitofrontal cortex, OFC) 這三個地方,以下一一來做介紹 :

  • 背外側前額葉皮質 (DLPFC) 

主要掌管衝動控制、判斷力、執行能力等認知功能。憂鬱症患者受到疾病影響,對於自我、周遭環境及未來均容易陷入負向悲觀的認知之中,衝動控制及判斷力也會有所下降,以高頻率磁場去提升背外側前額葉皮質的功能,可以顯著改善憂鬱症症狀,是經顱磁刺激術目前最普遍的治療區域。在提升背外側前額葉皮質活性的同時,許多大腦區域如前扣帶迴皮質 (Anterior cingulate cortex, ACC)、腹內側前額葉皮質 (Ventromedial Prefrontal Cortex, vmPFC)及杏仁核也會受到影響,因此背外側前額葉皮質是治療憂鬱症其複雜神經網絡的一個重要位置,牽一髮而動全身。

  • 背內側前額葉皮質 (DMPFC) 

此腦區和決定事物的優先順序有關,牽涉到主觀喜歡和客觀有利間的選擇。一般來說,主觀喜歡的事物常常是客觀上不利的,例如加班壓力大時,腦中一直想到要吃炸雞,吃炸雞這件事客觀上對體重對健康都不利,但主觀上卻很喜歡。憂鬱症患者時常也陷在類似的矛盾狀態中,雖然體能運動及出門與人交流有利於疾病康復,實際上卻受限於情緒或體力而退縮在家中,難以做出客觀上有利的選擇。因此背內側前額葉皮質也是憂鬱症治療的腦區之一,以磁場去強化背內側前額葉皮質的功能,可改善憂鬱症狀。值得一提的是,此一腦區坐落在大腦較深處,通常需要特殊線圈及設備才能獲得穩定療效。

  • 眼眶額葉皮質 (OFC) 

負責情緒和認知間的整合,以及情緒調節。相對於前面提到的兩個活性較低下腦區,憂鬱症患者的眼眶額葉皮質其活性會較一般人更高,造成患者常常陷在反覆固著的負面想法中難以跳脫。藉由低頻的磁場去抑制眼眶額葉皮質活性,可以達到治療憂鬱症的效果。

以上是對於穿顱磁刺激術目前在治療憂鬱症上的原理簡介,隨著儀器及操作技術不斷進步,預期未來會有更多治療上的應用,期待此治療方式可以協助更多患者走出疾病的陰霾。


作者介紹


周呈叡 醫師

精神科醫師,目前於振芝心身醫學診所服務,並擔任學會秘書長。

專長為一般精神醫學、老年精神醫學及 rTMS 經顱磁刺激術治療。