興奮・抑制バランスおよび前頭葉－辺縁系コネクティビティによる難治性うつ病におけるTMS治療成績の識別
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Updated: Oct 15, 2026
Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method
Published on: August 2, 2021
Davide Momi1, Zheng Wang2, Mohammad P Oveisi3
1Krembil Centre for Neuroinformatics, Centre for Addiction and Mental Health (CAMH), Toronto, Canada; Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Stanford University Medical Center, Stanford, CA, USA; Wu Tsai Neurosciences Institute, Stanford University, Stanford, CA, USA; Noel Drury, M.D. Institute for Translational Depression Discoveries, University of California, Irvine, CA, USA.
背景:
左背外側前頭前皮質（DLPFC）を標的とした間欠的シータバースト刺激（iTBS）は、治療抵抗性うつ病に有効であるが、その治療成績にはばらつきがある。反応の根底にある神経生理学的メカニズムは依然として十分に解明されておらず、精密なニューロモジュレーションの実現を制限している。
方法:
我々は、治療抵抗性うつ病患者90名を対象に、治療効果の機序を調査するため、経頭蓋磁気刺激法と脳波測定の併用（TMS-EEG）およびコネクトームに基づくJansen-Ritニューラルマスモデルを組み合わせた解析を行った。個別の全脳モデルをiTBS（間欠的シータバースト刺激）前後のTMS誘発電位に適合させることで、被験者固有のシナプス結合性、興奮・抑制（E/I）バランス、および皮質ダイナミクスの推定値を算出した。脳状態はモデルの集団活動の特異値分解によって定義し、入れ子状交差検証を用いた部分的最小二乗法（PLS）解析により、治療反応者と非反応者を区別する脳状態のパターンを特定した。
結果:
治療反応に関連する2つの神経生理学的シグネチャーを特定した。第一に、反応群では治療後に3～10 Hzの振動パワーのより大きな減少が認められた。これは、興奮性ドライブの減少および抑制性から錐体細胞へのコネクティビティの増加を通じて、E/Iバランスがより強力な抑制制御へとシフトしたことによるものである。第二に、膝下前帯状皮質（sgACC）と左背外側前頭前皮質（DLPFC）の間で逆極性のダイナミクスを特徴とする治療前の脳状態が、反応群と非反応群を区別しており、これは前頭辺縁系の逆相関に関する先行するfMRIの知見と一致していた。さらに、神経トラジェクタリー分析により、治療後の反応群において、より大きなダイナミックな再編成とアトラクタ安定性の向上が認められた。
結論:
これらの知見は、iTBS治療の有効性を皮質のE/Iバランスおよび前頭辺縁系回路ダイナミクスの特異的な変化に結びつける、神経生理学に基づいた枠組みを提供するものであり、被験者個別の構造的結合性と独立した検証を組み合わせることで、治療抵抗性うつ病における個別化されたニューロモジュレーション・アプローチに寄与し得る候補マーカーを示唆している。
