rTMS為什麼有用?
從神經可塑性、腦部連結與神經傳導物質認識它

很多人在第一次接觸重複經顱磁刺激(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS)時,都會有一個很自然的疑問:

「只是用磁刺激刺激大腦,為什麼可能改善憂鬱、疼痛或其他神經精神症狀?」

TMS並不只是單純讓某個腦區「興奮」或「抑制」。目前對rTMS作用的理解,逐漸從單一腦區,走向更完整的概念:透過反覆刺激,影響大腦的神經可塑性,重新調整腦區之間的連結,同時改變部分神經傳導系統的運作。
可以把它想成:rTMS不是直接替大腦「完成工作」,rTMS透過提供一系列規律的刺激,讓大腦有機會重新調整自己的運作方式。

一、大腦並不是固定不變的


過去人們常把大腦想成一台接好線路的機器,一旦成年之後,結構與功能就大致固定。但現在我們知道,大腦其實一直都在改變。

當我們學習新的技能、形成記憶、接受復健,甚至長期處於壓力、疼痛或情緒低落時,大腦神經細胞彼此之間的連結都可能發生變化。

這種能力稱為:神經可塑性(neuroplasticity)。

簡單來說,就是:大腦會根據反覆出現的活動與刺激,重新調整神經細胞之間的連結與反應方式。神經系統疾病的治療與復健,也常利用同樣的概念。

而rTMS被認為可能透過反覆而規律的刺激,促進這類神經可塑性的變化。

二、rTMS不是只有刺激當下才有效


如果rTMS的效果只是磁刺激產生的那一瞬間,那麼線圈停止之後,作用應該很快就消失。

但實際上,研究發現反覆刺激之後,大腦活動的改變可能持續超過刺激本身的時間。這也是為什麼臨床上的rTMS通常不是只治療一次,而是安排一系列療程。

每一次治療,都像是在對某一組神經迴路反覆「練習」。經過多次刺激之後,部分神經連結可能逐漸被強化或重新調整。

神經細胞之間的連結強度,可以因為反覆活動而產生較持久的改變。

這也是目前理解rTMS療效非常重要的一個方向。

三、我們治療的其實不只是「一個點」,而是一整個腦網路


很多人看到rTMS治療時,會覺得:「線圈不是只放在頭上的一個位置嗎?」

沒錯,rTMS確實有特定的刺激位置。

但是大腦並不是由一個個彼此獨立的小區域組成。每一個腦區都透過大量神經纖維與其他區域保持聯繫,形成複雜的腦網路(brain networks)。

因此,刺激一個腦區之後,影響並不一定只停留在刺激點。神經影像研究顯示,rTMS可能改變刺激區域與其他腦區之間的功能連結,而且部分改變甚至可以出現在距離刺激位置相當遠的區域。

換句話說:

rTMS表面上刺激的是一個位置,實際上調節的可能是一整組互相連結的神經網路。

四、rTMS也可能影響神經傳導物質


大腦神經細胞彼此溝通,除了依靠電訊號之外,也需要許多神經傳導物質。

例如:

• 麩胺酸(glutamate)

• GABA

它們共同參與情緒、動機、注意力、學習以及神經興奮與抑制的平衡。

• 多巴胺(dopamine)

• 血清素(serotonin)

它們共同參與情緒、動機、注意力、學習以及神經興奮與抑制的平衡。

rTMS並不是像藥物一樣,直接把某一種神經傳導物質「補進大腦」。

治療在反覆改變神經細胞活動之後,也會連帶影響神經傳導系統的運作。

其中,目前對於麩胺酸系統,特別是NMDA受體與神經可塑性之間的關係,有相當多研究。多巴胺、GABA等系統也被認為參與rTMS所產生的部分神經調節作用。

因此,rTMS與藥物其實是兩種不同的治療途徑。

藥物通常從化學訊號著手,而rTMS比較像是先改變神經迴路的活動,再進一步影響整體神經系統的平衡。

rTMS真正重要的地方,是讓大腦重新調整


如果要用一句話解釋rTMS為什麼可能有效,可以這樣理解:

rTMS透過反覆刺激特定神經迴路,促進神經可塑性,並進一步改變腦區之間的連結與神經傳導系統,使原本失衡的神經網路有機會重新調整。

因此,它並不是單純「用磁場治療疾病」。磁刺激只是開始。

隨著神經影像與腦網路研究進步,我們對rTMS的理解,也逐漸從早期的「刺激某一個腦區」,走向更完整的概念:

治療的不是一個點,而是一個會持續改變、彼此連結的大腦網路。

參考資料


Fitzsimmons SMDD, et al. Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation-Induced Neuroplasticity and the Treatment of Psychiatric Disorders: State of the Evidence and Future Opportunities. Biological Psychiatry. 2024;95(6):592-600.

Jannati A, et al. Assessing the mechanisms of brain plasticity by transcranial magnetic stimulation. Neuropsychopharmacology. 2023;48:191-208.