Schizophrenia: 精神病患者在经颅直流电刺激治疗效果的个体差异：电场强度与BMI的关系研究

近年来，神经调控技术如经颅直流电刺激（tDCS）被逐渐应用于精神病患者的认知症状和情绪调节。然而，其效果差异显著。研究表明，脑部解剖结构的个体差异可能显著影响tDCS的电场分布和强度，进而决定治疗效果。本研究利用“精神病人类连接组计划”（P-HCP）数据，探讨精神病患者与健康对照在tDCS电场强度上的差异及潜在原因。研究特别关注背外侧前额叶皮质（dlPFC），该区域与认知功能密切相关，并是tDCS治疗的常见靶点。

本研究分析了136名精神病患者、73名一级亲属及43名健康对照的数据，所有参与者均完成了结构MRI扫描及BMI测量。研究通过SimNIBS 4.0软件构建个体化的电场模型，分别模拟两种电极布局（Fp1-Fp2和F3-Fp2）下的电场分布，重点评估双侧dlPFC的电场强度。此外，研究还测量了参与者头皮、颅骨、脑脊液及皮质的厚度，并进行中介分析以探索这些组织厚度是否调节了电场强度差异。同时，控制了年龄和性别对结果的潜在影响。

图1：SimNIBS分割示例及组织厚度计算示意图

精神病患者在两种电极布局下的双侧dlPFC电场强度均显著低于健康对照。在Fp1-Fp2布局中，左侧dlPFC电场强度平均降低了0.007 V/m，右侧降低了0.009 V/m；F3-Fp2布局中，左侧和右侧分别降低了0.031 V/m和0.023 V/m。此外，一级亲属与健康对照在电场强度上无显著差异。
精神病患者的BMI显著高于健康对照（31.4 vs 25.5，p<0.001），且BMI显著中介了组间电场强度的差异。进一步分析发现，精神病患者的头皮厚度显著增加，而脑脊液及皮质厚度无显著差异。头皮厚度的增加是电场强度差异的重要中介因素，尤其是在双侧dlPFC区域，头皮厚度完全中介了组间电场强度的差异。此外，服用抗精神病药物的患者BMI更高，进一步支持BMI的作用。

图2： 两种电极布局下精神病患者和健康对照在dlPFC区域的电场强度比较

精神病患者在tDCS治疗中dlPFC电场强度显著低于健康对照，主要由于BMI升高导致的头皮厚度增加。脑部皮质萎缩及脑脊液厚度并非主要原因。未来tDCS治疗应考虑个体化的电极布局和刺激参数调整，以提高治疗效果，尤其是在BMI较高的患者群体中。此外，本研究强调了BMI对tDCS治疗效果的潜在影响，为个性化治疗提供了新的方向。

原始出处：

Kazinka R, Choi DS, Opitz A, et al. Individuals with psychosis receive less electric field strength during transcranial direct current stimulation compared to healthy controls. Schizophrenia. 2024;10:111. https://doi.org/10.1038/s41537-024-00529-2