全球約3.5億人受抑郁癥困擾，世界衛生組織數據顯示該疾病已成為首要致殘因素。臨床治療面臨兩大核心挑戰：

1.藥物應答率限制：約20%患者對現有抗抑郁藥物無顯著反應

2.傳統物理治療副作用：電休克療法(ECT)雖具快速起效優勢，但可能引發記憶損傷等認知功能障礙

在此背景下，經顱電刺激技術因其非侵入性特征和神經調節潛力受到關注。其中經顱直流電刺激(tDCS)和經顱交流電刺激(tACS)通過不同作用機制影響腦功能：

·tDCS采用恒定低強度電流(1-2mA)改變神經元靜息膜電位

·tACS通過特定頻率交流電(如10Hz)調節腦電節律

正常人與重度抑郁患者（MDD）部分腦電波形區別

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電刺激改善抑郁的神經科學基礎

抑郁癥的神經生理異常基礎

1.前額葉功能失衡

左側背外側前額葉(DLPFC)活性降低，影響執行功能與情緒調控；右側DLPFC或眶額皮層過度激活，導致負性情緒處理偏向。

抑郁癥患者前額紋狀體突顯網絡（LPFC）遠高于正常人

2.神經振蕩異常

α節律過度同步化：抑郁癥患者前額葉皮層（PFC）α頻段活動增強，與默認模式網絡（DMN）過度連接，導致反芻思維和負性情緒加工。頂葉α活動降低影響情緒調節能力。

γ節律抑制與認知功能障礙：前額葉γ頻段活動減弱影響工作記憶、認知靈活性及獎賞系統。海馬-前額葉θ-γ跨頻耦合異常影響記憶整合和情緒調節。

低頻振蕩（δ/θ）紊亂：前扣帶回θ活動異常影響情緒穩定性。

抑郁癥（MDD）患者相關腦網絡內部及之間的局部振蕩和振蕩同步性異常情況

3.突觸可塑性受損

NMDA受體功能低下導致突觸傳遞減弱，前額葉和海馬突觸可塑性降低，加劇情緒失調。

4.功能網絡同步性失調

DMN過度活躍與前額葉控制網絡失同步導致反芻思維；杏仁核-PFC功能連接異常加劇恐懼和焦慮。

tDCS重建前額葉平衡

tDCS通過雙極刺激方案實現前額葉功能再平衡：

陽極刺激：作用于左DLPFC（F3區），提升局部神經元興奮性

陰極抑制：作用于右眶額皮層（Fp2區），降低過度活躍區域

神經可塑性調節機制：

即時效應：改變神經元膜電位，調節自發放電概率

長時程增強(LTP)：通過NMDA受體介導，單次20分鐘刺激可維持1小時以上的突觸效能改變

累積效應：連續刺激誘導谷氨酸釋放增加，促進突觸結構重塑

抑郁癥神經突觸可塑性調節機制

tACS調節腦電節律

1.振蕩電場對神經元活動的直接調控

tACS施加的弱交流電通過頭皮傳導至大腦，產生與腦電節律同步的振蕩電場，能夠引起神經元膜電位周期性波動，并偏向性地調節神經元放電時間。

在抑郁患者中，tACS可通過驅動神經元在特定相位同步放電來糾正PFC等區域的α或γ節律異常。

2.神經振蕩夾帶與同步化機制

tACS需要與目標腦區固有的振蕩頻率匹配以實現最佳效果。“Arnold舌”理論指出，當頻率匹配時，所需刺激強度更低且效率更高。

通過多電極設計，tACS可以調節局部與跨區域的同步，如改善前額-邊緣系統間θ-γ頻段的耦合，進而提升情緒調節和認知靈活性。

tACS的生理機制與研究進展

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臨床驗證

臨床驗證tDCS在治療抑郁癥的療效

Fregni 等人的研究中，10 名新診斷的重度抑郁癥患者在接受 5 次 1mA、20 分鐘的 tDCS 刺激后，抑郁癥狀顯著減輕；Boggio 等人的研究顯示，前額葉 tDCS 能提高抑郁癥患者在情感相關任務中的表現，且效果在刺激結束后能穩定持續一段時間，與藥物治療效果相似且起效更快。

進行的部分研究方案

臨床驗證tACS在治療抑郁癥的療效

研究對象：32例確診為單相、非精神病性MDD的患者，漢密爾頓抑郁量表（HDRS）評分＞8且自殺風險低。排除標準包括使用特定藥物、物質依賴、其他精神疾病、腦部疾病或損傷等 。

分組與干預：患者隨機分為三組，分別接受10Hz-tACS、40Hz-tACS或10Hz主動假刺激，連續5天，每天刺激40分鐘。刺激采用特定電極組合，F3和F4為陽極，Cz為陰極，通過定制的計算機接口控制刺激器。

刺激配置、刺激模式和腦部電場分布

患者腦電地形圖與α 波功率變化

不同抑郁評分標準下抑郁指數變化

10Hz-tACS在2周隨訪時緩解率更高，能調節α振蕩，耐受性良好，是治療MDD的可行方法。

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治療方案與參數

tDCS實施參數

電極位置示意圖

tACS實施參數

電極位置示意圖

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安全性與適宜人群

不良反應

常見反應（發生率5-10%）：刺激部位輕微刺痛、短暫性皮膚發紅

嚴重副作用：研究期間未見癲癇發作等嚴重事件報告

禁忌證與慎用人群

絕對禁忌：顱內置入金屬器件、癲癇病史患者

相對禁忌：皮膚完整性受損、妊娠期（安全性數據不足）

特殊人群應用

青少年患者：需降低50%電流強度、治療期間加強情緒監測

老年患者：無需調整參數、注意基礎腦萎縮程度評估

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回映產品

1.便攜式HI-TACS

便攜式經顱強交流電刺激儀(Hi-tACS)采用非侵入性的10-30mA刺激電流直接刺激大腦區域，進而刺激大腦深部的神經核團、改變神經遞質水平，影響腦電節律、改善腦區間的聯絡，從而增強腦功能，治愈疾病。

適用范圍:焦慮、抑郁、失眠、癲癇、強迫癥、注意缺陷多動障礙、鞏固記憶、運動控制等。

基本參數

刺激強度：10mA~30mA 連續可調，調節分辨率0.01mA，輸出電流誤差<=士10%；

刺激頻率：1Hz~99Hz 范圍內可調，頻率步進為1HZ，輸出頻率誤差<=士5%；

載波頻率：2KHz~100KHz 范圍內可調，頻率步進為 1KHz，輸出頻率誤差<=士1%；

淡入淡出時間：0~120s 可調，確保刺激的安全性；

刺激時間：0~60min 可調；

脫落檢測：通過實時阻抗檢測分析電極脫落狀態確保刺激有效性。

2.手持式tES

經顱電刺激調控設備采用低強度的電流（±2mA以內)對大腦皮層的靶區域進行刺激，進而達到調節大腦皮層神經元興奮性、調節腦電波節律、促進神經重塑和修復、改善腦部供血等。

經顱直流電刺激(tDCS)：治療精神分裂癥、抑郁癥、物質成癮、阿爾茨海默病、腦卒中后的運動功能障礙、語言障礙、認知障礙等

經顱交流電刺激(tACS )：治療視功能障礙、認知障礙,提高學習能力、工作記憶等

經顱脈沖電刺激(tPCS)：增強運動技能,緩解疲勞,促進知覺學習任務、算術任務，調節注意力切換任務的準確性,改善帕金森病患者的步態平衡等

經顱隨機噪聲刺激(tRNS)：治療耳鳴,提高工作記憶、認知能力等

適應癥：

焦慮、抑郁、失眠、癲癇、強迫癥、注意缺陷多動障礙、鞏固記憶、運動控制等。

回映便攜式HI-tACS設備示意圖

基本參數

刺激強度：10mA~30mA 連續可調，調節分辨率0.01mA，輸出電流誤差<=±10%

刺激頻率:1Hz~99Hz 范圍內可調，頻率步進為 1Hz，輸出頻率誤差 <=±5%

載波頻率:2KHz~100KHz 范圍內可調，頻率步進為 1KHz，輸出頻率誤差 <=±1%

刺激時間：0~60min可調

淡入淡出時間：0~120s 可調，確保刺激的安全性

脫落檢測:通過實時阻抗檢測分析電極脫落狀態確保刺激有效性

參考文獻

1.Expansion of a frontostriatal salience network in individuals with depression

2.Neurocognitive, physiological, and biophysical effects of transcranial alternating current stimulation

3.Effect of add-on transcranial alternating current stimulation (tACS) in major depressive disorder: A randomized controlled trial

4.Transcranial alternating current stimulation for the treatment of major depressive disorder: from basic mechanisms toward clinical applications

5.Is transcranial direct current stimulation,alone or in combination with antidepressant medications or psychotherapies, effective in treating major depressive disorder? A systematic review and meta-analysis

6.Double-blind, randomized pilot clinical trial targeting alpha oscillations with transcranial alternating current stimulation (tACS) for the treatment of major depressive disorder (MDD)

7.Treatment of depression with transcranial direct current stimulation (tDCS):A Review

8.tDCS for the treatment of depression: a comprehensive review