心理所研究揭示高精度经颅直流电刺激改善精神分裂症阴性症状的神经机制

精神分裂症是一类严重精神疾病，患者除幻觉、妄想等阳性症状外，还常表现出动机缺乏、情感表达减少、社交退缩等阴性症状。与阳性症状相比，阴性症状对现有抗精神病药物治疗的反应相对有限，并与患者社会功能受损和生活质量下降密切相关。因此，寻找针对阴性症状的有效干预手段，并进一步阐明其神经生理机制，已成为精神分裂症临床研究的重要方向。

高精度经颅直流电刺激（high-definition transcranial direct current stimulation，HD-tDCS）是一种非侵入性脑刺激技术。与传统经颅直流电刺激相比，该技术能够更加聚焦地调节目标脑区活动。以往研究提示，靶向背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）的HD-tDCS可能改善精神分裂症的阴性症状，但治疗过程中大脑神经活动发生了怎样的变化，以及这些变化是否与临床症状改善直接相关，仍有待进一步研究。

针对这一问题，中国科学院心理研究所王冬梅副研究员和清华大学张向阳教授团队采用经颅磁刺激同步脑电（TMS-EEG）与HD-tDCS相结合的方法，对精神分裂症患者的皮层兴奋—抑制功能及其治疗相关神经可塑性进行了研究。TMS-EEG能够通过向特定脑区施加磁刺激并同步记录毫秒级脑电反应，直接刻画大脑皮层对外部刺激的动态响应，为研究精神疾病中的皮层兴奋—抑制平衡及神经可塑性提供了重要技术手段。研究首先招募了103名精神分裂症患者和76名健康对照，对左侧DLPFC进行TMS-EEG检测，并比较基于全脑平均场振幅（GMFA）算法的P30、N45、P60、N100和P180等不同TMS诱发脑电成分。

图1. 研究设计与TMS-EEG数据分析流程图

结果发现，与健康对照相比，精神分裂症患者的N100反应显著减弱。进一步分析显示，N100异常程度与患者阴性症状严重程度显著相关，而与阳性症状的相关性不显著。已有药理学及神经生理研究表明，TMS诱发的N100成分与皮层抑制活动密切相关。因此，这一结果提示，精神分裂症患者可能存在异常的皮层抑制功能，并且这种异常与阴性症状有较为密切的联系。

图2. 精神分裂症患者N100反应异常及其临床症状关联

在此基础上，研究团队进一步开展随机、双盲、假刺激对照试验，将103名精神分裂症患者随机分入HD-tDCS真刺激组和假刺激组。真刺激采用4×1高精度电极配置，以左侧DLPFC为刺激靶点，患者接受连续4周、共20次HD-tDCS干预，并在治疗前、治疗中期及治疗结束后进行临床症状评估。

结果显示，与假刺激相比，HD-tDCS真刺激能够显著改善患者的阴性症状，并且随着治疗次数增加，改善效应进一步增强。研究还观察到患者总体精神病理症状、阳性症状及一般精神病理症状的改善。整个干预过程总体耐受性良好，未观察到严重不良事件。

图3. HD-tDCS显著改善阴性症状

更重要的是，HD-tDCS带来的临床改善伴随着皮层神经生理活动的同步变化。治疗后的TMS-EEG结果显示，真刺激组患者原本减弱的N100反应明显增强，呈现向健康人群水平恢复的趋势。进一步分析发现，在接受HD-tDCS真刺激的患者中，N100恢复程度与阴性症状改善程度显著相关：N100变化越明显，患者阴性症状改善幅度越大。相比之下，N100变化与阳性症状、一般精神病理症状及PANSS总分改善之间未观察到显著相关。这一结果提示，N100所反映的皮层抑制功能变化可能与HD-tDCS对阴性症状的治疗效应具有相对特异的联系。

为了进一步探索局部神经生理改变背后的脑网络机制，研究团队还利用TMS-EEG源定位技术分析了刺激诱发活动在全脑功能网络中的传播。探索性分析发现，HD-tDCS干预后边缘网络的TMS诱发活动有所增强，其变化与部分阴性症状改善相关。边缘网络涉及眶额皮层、腹内侧前额叶及前颞叶等区域，与奖赏加工、动机、情绪和社会认知等功能密切相关，而这些功能异常也是精神分裂症阴性症状的重要组成部分。

图4. HD-tDCS改善精神分裂症阴性症状的潜在神经生理机制

总体而言，该研究表明，靶向左侧DLPFC的HD-tDCS能够改善精神分裂症患者的阴性症状，并伴随异常皮层抑制功能的恢复。治疗过程中N100的变化与阴性症状改善密切相关，提示N100有望成为反映HD-tDCS治疗相关神经可塑性及临床疗效的候选神经生理标志物。研究进一步为从“临床症状改善—皮层兴奋抑制平衡恢复—脑网络可塑性改变”的角度理解精神分裂症神经调控治疗提供了新的证据，也为利用TMS-EEG对个体化神经调控过程进行客观监测提供了研究基础。

该研究得到科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0202102）、中国科学院留学基金和认知科学与心理健康全国重点实验室的支持。

相关研究成果已在线发表于Biological Psychiatry。心理所博士生陈萌为论文第一作者，王冬梅副研究员为通讯作者。心理所毕业硕士生李德阳（现为加拿大阿尔伯塔大学博士生）、博士后朱蓉蓉（已出站）、博士生刘慧娟、清华大学教授张向阳及加拿大阿尔伯塔大学教授Bo Cao为论文共同作者。

论文信息：Chen, M., Li, D., Zhu, R., Liu, H., Cao, B., Zhang, X., & Wang, D. (2026). Neurophysiological Signatures of Negative Symptom Improvement After High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation: A Transcranial Magnetic Stimulation-Electroencephalography Study. Biological Psychiatry. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2026.07.026