[目的]

   肥胖症已成为全球性健康问题。新陈代谢及其它因素调节着食欲，由多巴胺调控的奖赏回路的功能失调与病理性饮食行为有关。深部经颅磁刺激（dTMS）可在神经精神疾病的治疗中调节脑多巴胺的激活。研究者假设dTMS可减少个体对食物的渴望，并通过神经调节减轻体重。该研究由意大利的学者发表在Diabetes, Obesity and Metabolism杂志（IF:5.98)

[材料与方法]

   该研究是一项随机、双盲并设置对照组的实验。共33名肥胖症患者（9名男性，24名女性，年龄48.1±10.6，BMI=36.9±4.7 Kg/m2）随机分配完成这项实验：13名肥胖症患者接受5周的高频（18HZ）dTMS刺激（HF组），10名患者接受低频（1Hz）dTMS（LF组），10名患者接受伪刺激（Sham组）。分别在实验开始之前（基线）、5周治疗之后及后续调查（1个月、6个月、1年之后）中测试患者的食物渴求、代谢及神经内分泌的变化。

[结果]

    混合模型重复测量方差分析表明，时间与组别在体重（p=0.001）与BMI（p=0.001）上有显著的交互作用。与伪刺激组相比，高频dTMS组（HF）有着显著的体重 (-7.83±2.28 Kg,p=0.0009)及BMI(-2.83±0.83, p=0.0009)减少。与LF、Sham组相比，HF组的食物渴求度也有下降的趋势(p=0.073)。HF组中发现了新陈代谢及身体活动参数的显著改善（p< 0.05）

[结论]

    该研究证明，除了体育锻炼和低热量饮食外，dTMS是一种具有一定安全性和有效性的减肥手段（是辅助其他临床方法还是可以独立作为一种减肥手段还有待进一步研究）。这种手段可以作用于那些减重1年以上的肥胖患者（主要依据实验容量推断，可能会更久）。同时，作者假设高频dTMS下的刺激对多巴胺能通路的调节模式与运动类似。

关键词：深部经颅磁刺激（dTMS）；暴食症；减肥

 

  一、背景介绍

        肥胖与DLPFC（背外侧前额叶）

肥胖的神经影像学研究表明，前额叶皮层（PFC）的亚区域—背外侧前额叶皮层（DLPFC）在餐后的神经活动会降低，这说明个体在进食的抑制与决策功能方面出现失调。表明该大脑区域可作为干预肥胖症的潜在治疗区域。

 肥胖与奖赏系统

与药物成瘾患者相似，肥胖患者的奖赏回路的激活也产生了改变。有研究表明，吃可口的食物会增强奖励回路的激活，并导致背侧纹状体中多巴胺（DA）的释放。另一方面，与健康者相比，肥胖症患者的纹状体中的多巴胺D2受体信号减弱，并且纹状体对高热量食物的响应较差。这可能导致肥胖者的奖赏回路（DA）的敏感性降低，并寻求暴饮暴食来弥补这种缺陷。

深部经颅磁刺激（dTMS）

重复经颅磁刺激（rTMS）可诱导皮质的兴奋性，改变多巴胺的释放，这是一种基于电磁感应原理的新型非侵入性技术。低频（≤1Hz）的TMS可抑制皮质的兴奋性，而高频TMS（≥5Hz）则可增强皮质的兴奋性。研究证实rTMS可促进神经精神病症的治疗，并且最近有研究者提出rTMS可作为成瘾病症的潜在治疗方法。为了刺激深部大脑区域，Zangen等人发明了H线圈。与传统线圈相比，H线圈的轮廓与人体颅骨的形状相符，可直接刺激更深层、更广泛的脑组织，即深部经颅磁刺激（dTMS）。通过应用深部TMS（dTMS）可减少尼古丁依赖，酒精依赖和可卡因滥用，已经取得了一定的进展。dTMS（H线圈）产生的电场，可以穿透皮层达4厘米，显著增加了传统TMS的穿透深度。

二、实验方法

纳入、排除标准

纳入标准	排除标准
22-65岁	自身或家族有癫痫发作史
BMI 30-45Kg/m2	精神或器质性病变
有减肥的意愿	体内有植入的金属物质
	空腹血糖水平>150 mg/dl
	除尼古丁之外的滥用物质
	三月内体重变化大于3%
	6月内接受过减肥治疗
	与癫痫发作降低有关的药物
	1型或2型糖尿病

 dTMS刺激流程

每次dTMS刺激之前，在左侧初级运动皮质区域确定静息运动阈值（RMT），RMT定义为单次刺激，每5秒向运动皮层施加一次脉冲，并逐渐降低强度。RMT为使个体右拇指运动的最小强度。RMT强度确定之后，开始正式的刺激过程。

高频dTMS刺激（HF组，13名）包括80个序列（18Hz），每段持续2秒，中间间隔20秒。HF组的刺激持续时间为29.3分钟，共2880个脉冲。低频dTMS（LF组，10名）由4个序列（1Hz）组成，每个序列持续10分钟，间隔1分钟。LF组刺激持续时间为43分钟，共2400个脉冲。伪刺激组（Sham组，10名）的线圈位于相同的位置，产生相似的头皮感觉，在脑中诱导的电场可忽略。在接受真实刺激的组中，刺激强度为120％的RMT强度。

在线索条件下，接受dTMS刺激之前，会给被试呈现他们喜欢的食物的照片，这些照片是在筛选访问期间与被试的访谈中确定的。

低热量饮食

在整个研究期间，所有被试都要低热量饮食。能量需求由营养师根据测量的基础代谢率（通过间接量热测定法）和在筛选访问时鉴定的每个被试的身体活动来计算。从该能量中减去300千卡/天作为标准的低热量饮食。每日膳食摄入量包括碳水化合物的卡路里摄入量约为45％至50％，脂肪的卡路里摄入量为30％，蛋白质的卡路里摄入量为20％至25％。在每次随访时，营养师通过直接面谈的方式确认被试是否遵守了低热量饮食。

间接量热测定法

通过间接量热法测量静息能量消耗（REE）（％）和呼吸商（RQ）等数值进行代谢分析。长夜停食之后，采用开路式量热计（Sensor Medics，Italy）通过间接量热法测量REE。间接量热法是确定能量消耗的参考方法。被试在测量前的晚上要限制自身的身体活动。在间接量热法过程中，被试在22至23℃的室温下平卧，不说话或睡眠30分钟。每个被试的REE度量标准参考最后25分钟的平均值。测得的REE值（Kcal / d）与Harris-Benedict公式（Kcal / d）预测的REE相比：REE（测量值）在90和110％之间的值为恰当REE，若<90％和>110％为不恰当REE。呼吸商（RQ）一定时间内机体的CO2产量与耗氧量的比值。RQ的值取决于主要哪种类型的物质（葡萄糖，脂质或蛋白质）被氧化。

 

实验分组

满足所有纳入/排除标准的肥胖症患者（33名）被随机分配到三个实验组之一。深部TMS刺激条件分为HF（高频18Hz组），LF（低频1Hz组）或Sham（伪刺激组）。患者以1：1：1的分配比率随机分组。该研究为双盲试验，即研究者也不知道分组情况。每位被试共接受15次治疗，每周3次，持续5周。在接受刺激之前，被试要么浏览一系列可口的食物图像（提示线索）或没有提示。在研究期间（1年持续时间），患者未接受任何药物或心理或精神治疗，dTMS是唯一允许的治疗方法。参与者由于正当理由，可以停止不超过三次连续dTMS研究治疗。治疗结束之后，随访1个月（FU1），6个月（FU2）和1年（FU3）。

实验结果

食物渴求

食物渴求问卷调查表（FCQ-T）是一份自我报告清单，用于评估对食物的渴望。这是一个多维问卷，从成瘾及进食障碍领域中选取39个项目。 FCQ-T在实验开始之前（基线水平），5周治疗结束时和FU1，FU2和FU3都进行测量。（p = 0.073）。HF组患者的FCQ-T评分显著降低（基线时为120.7±10，1年后为81.8±12.7）。

图1：整个治疗期和随访期内，随着时间的推移三个治疗组对食物的渴望。通过混合模型分析表明组别与时间之间的交互作用边缘显著（p = 0.073），作者解释为一种重要的趋势。

     体重及BMI变化

    混合模型分析表明组别与时间在体重和BMI方面存在显著的交互作用（p= 0.001）。在随访结束时，HF组患者的体重和BMI显著下降（体重基线时为103.6±4.2 kg，1年后为94.9±4.4 kg，差异-2.83，p = 0.0009，图2；BMI基线时为36.8±1.0，1年后为33.6±1.4，差异-7.83，p = 0.0009，图三）。单向方差分析模型评估的Cohen d值（体重）为0.21（95％CI：0.00-0.55），BMI为0.22（95％CI：0.00-0.55）。在食物渴望和体重变化中没有发现提示/无提示组之间的差异（p> 0.05）。

图2

图3

    图2、图3：整个治疗和随访期间三组的体重和BMI随时间的变化。在基线时，三组在体重和BMI方面没有显著差异（p> 0.05）；混合模型分析显示组别与时间在体重和BMI方面存在显著的交互作用（p = 0.001）。

REE与RQ结果：

对于间接量热法评价的代谢参数，混合模型分析显示干预组与时间对RQ有显著交互作用的趋势(p=0.061)，但组别与REE无交互作用(p=0.279)。

体力活动能量消耗（Activity energy expenditure (AEE) ）

在入选的33名患者中，28名(HF 12名，LF 8名，Sham 8名)被试在治疗的5周内接受了AEE评估。发现HF组AEE明显高于其他组(p=0.049)，同时，HF组的TEE（总能量消耗）与其他两组相比呈上升趋势(p=0.078)，治疗5周后，HF的以下运动指标呈上升趋势：任务代谢当量（METs）,步数（steps）,和旅行公里。

不良反应和安全性测量：

   未出现明显的不安全事件和不良反应，作者对每个被试身体上出现的疼痛或不舒服进行了记录，同时将其作为因子进行了组间比较，无差异。

 生理代谢和神经内分泌评估：

   作为神经内分泌标志物，整个治疗和随访期间三组的血清瘦素存在组别与时间之间存在显著的交互作用（p = 0.002，图4）。同时，HF组的肾上腺素和Sham组存在改变的显著差异(p=0.004) ，同时混合模型发现三组在β-endorphin（脑内啡）上存在边缘显著性（p=0.078）。

图4 整个治疗和随访期间三组血清瘦素水平随时间的变化。混合模型分析表明组别与时间之间存在显著的交互作用（p = 0.002）。瘦蛋白值经过了对数转换（logarithmised）。

 三、结论

  这次研究是首个使用dTMS治疗肥胖的临床试点研究，该研究显示这种刺激手段可以有效的帮助体重地下降，并显示出持久的体重控制效果(最长可达1年！)。这种效果发生在肥胖患者接受总共或15个疗程超过5周的HF（高频）dTMS刺激下。HF刺激产生的明显的减肥效果可能与多种机制有关。作者对可能与之相关的机制作出了讨论。

    （1）在抑制控制过程中起核心作用，并与饮食环境中的自我控制有关的脑区，文中重点讨论了PFC脑区，尤其是DLPFC（背外侧前额叶）。在之前的研究中发现，通过rTMS对DLPFC进行兴奋性刺激可以增强其抑制能力，从而改变物质成瘾和食物成瘾受试者的习惯。综合本次研究的结果，可以推测的是DLPFC可能在减肥过程中参与了自我抑制的核心进程。

    （2）其后，作者讨论了脑岛在这个过程中的作用。脑岛在解释内部和外部线索方面具有突出作用，通过调节线索反应性和与决策相关的过程，脑岛越来越被认为是药物和食物成瘾的关键神经基础。

    （3）除了多巴胺，内源性阿片肽化合物（endogenousopioid compounds）也参与“奖励系统”，主要是与食物奖励刺激相关的愉悦感(“喜欢”)。作者主要指的是文中发现的β-endorphin（β脑内啡）。

    （4）最后，研究者发现HF dTMS在增加肾上腺素方面具有显著而持久的作用。作者认为HF dTMS在五周后带来的明显的肾上腺素的增加提示了刺激诱导的交感神经系统激在增加体力活动中的作用。

一句话总结：HF dTMS（高频深部经颅磁刺激）可以作为一种具有一定稳定性和安全性的减肥策略，尽管这种策略还需要进一步与临床方案结合或更明确的作用机制探索。

 那么问题来了：如果dTMS被批准用于减肥，与跑步这种健康又提高基础代谢水平的运动相比，你会选择哪种减肥方式呢？跑步减肥效果又好又健康、还不反弹，所以我选择深部经颅磁刺激。。。。。

原文：

Weight loss induced by deep Transcranial Magnetic Stimulation in obesity: a randomised, double‐blind, sham‐controlled study

A Ferrulli, C Macrì, I Terruzzi… - Diabetes, Obesity …, 2019 - Wiley Online Library

如需原文及补充材料，请关注后直接公众号发信息给我们

微信扫码即可关注思影科技

您的转发和推荐对思影都是巨大的帮助

欢迎浏览思影的课程以及数据处理业务介绍。（请直接点击下文文字即可浏览，欢迎报名与咨询）：

第十三届脑电数据处理班（南京，与脑电提高相邻）

第四届脑电信号数据处理提高班（南京，与十三届脑电相邻）

第二届脑电数据处理入门班（南京）

 第十四届脑电数据处理班（与入门相邻）

第三届眼动数据处理班（南京）

第二届脑磁图（MEG）数据处理学习班（南京）

第十七届功能磁共振数据处理基础班（南京）

第四届脑影像机器学习班（南京）

第九届磁共振脑网络数据处理班（南京）

第四届动物磁共振脑影像数据处理班（南京）

第五届磁共振ASL（动脉自旋标记）数据处理班

第六届磁共振脑影像结构班（重庆）

第十六届功能磁共振数据处理基础班（重庆）

第十八届功能磁共振数据处理基础班（重庆）

第五届脑影像机器学习班（重庆）

第八届磁共振弥散张量成像数据处理班（重庆）

思影数据处理业务一：功能磁共振（fMRI）

思影数据处理业务二：结构磁共振成像(sMRI)与DTI

思影数据处理业务三：ASL数据处理

思影数据处理业务四：EEG/ERP数据处理

思影数据处理服务五：近红外脑功能数据处理

招聘：脑影像数据处理工程师（重庆)