精神分裂症是一种复杂且行为和认知的异质性较高的疾病,通常认为这种精神疾病是由基因和环境等多种因素造成的。目前,抗精神疾病药物是主要的治疗手段,但由于病因的异质性,导致药物在部分患者中很难控制症状,因此仍需要不断探究针对精神分裂症的有效治疗手段。近年来非侵入性的重复经颅磁刺激(rTMS)治疗技术的不断发展,使得治疗药物难治性的精神分裂症,以及目前药物疗效不佳的精神分裂症阴性症状有了新的突破口。本研究利用无创的磁共振成像技术,尝试进一步探究高频的左侧背外侧前额叶的rTMS治疗对精神分裂症患者大脑结构和功能网络的影响。本研究共纳入精神分裂症患者38名,其中研究组20名,在保持药物治疗不变的情况下,伴随进行以左侧背外侧前额叶为刺激靶点,进行为期4周(5天/周,1000脉冲/天)10Hz的rTMS治疗,同时纳入人口学变量及基线的临床量表评分匹配的对照组18名(保持原有药物治疗不变)。分别采集了所有患者基线和随访(4周后)的阳性与阴性症状量表(PANSS)评分,结构磁共振和静息态功能磁共振数据。本研究利用基于体素的形态学(VBM)分析了rTMS治疗前后,患者局部灰质体积的改变,及对差异脑区与全脑功能连接的影响。最后考察了基于独立成分析得到的12个网络成分的空间模式及功能网络连接的变化。通过对重复测量方差分析交互作用显著的差异,使用最小显著性差异(LSD)方法进行事后检验后发现,研究组患者4周前后PANSS量表总分及各分量表得分显著性降低,而对照组前后均无显著性差异。另外,研究组患者经过4周rTMS治疗后,右侧海马旁回及右侧枕中回灰质体积显著增加,且随访的研究组患者右侧海马旁回灰质体积显著高于随访的对照组。同时发现随访的研究组患者右侧枕中回与左侧辅助运动区的功能连接显著低于研究组基线及随访的对照组,而右侧海马旁回与右侧小脑脚1区功能连接则显著大于研究组基线及随访的对照组。通过偏相关分析发现,研究组右侧海马旁回灰质体积改变率与PANSS总分减分率呈显著负相关。以上结果表明rTMS对患者大脑结构及功能连接具有一定影响,且右侧海马灰质体积增加能够显著改善患者的精神分裂症症状。为了进一步探究rTMS治疗对患者功能网络的影响,本研究通过独立成分分析对患者静息态数据进行分解后,对挑选出的12个网络成分使用重复测量方差分析,并未发现存在交互作用显著的空间模式差异。而在网络间功能连接分析中,发现突显网络–次级视觉网络及感知觉运动网络–初级视觉网络存在交互作用。事后检验发现随访的研究组患者突显网络与次级视觉网络间连接显著低于随访的对照组,而感知觉运动网络与初级视觉网络间连接显著低于基线。因此这些结果表明,rTMS会对患者感知觉运动皮层与视觉皮层造成一定影响,而突显网络与次级视觉网络的功能连接改变可能是rTMS改善患者症状及认知功能的基础。本研究通过从点(VBM分析)到线(功能连接分析)再到面(功能网络的空间模式及网络间连接分析),对rTMS的起效机制进行了全面探究。结果表明rTMS对患者大脑结构和功能均具有一定影响,且右侧海马区域灰质体积增加可能是患者症状改善的关键。我们希望能够通过本次研究增加对于rTMS治疗精神分裂症作用机理的认识,为完善治疗方案起到一定帮助。