电休克疗法（ECT），或称电击疗法，是目前已知的治疗重度抑郁症最有效的方法。将强大的电流施加到头骨上会引发类似癫痫的抽搐，神奇地将大脑从忧郁中解放出来。但电击疗法是一个出了名的粗暴的方法。它需要全身麻醉，常常会导致记忆丧失和意识模糊，并可能引发头痛，堪比最严重的宿醉。
电休克疗法的理想版本将省去抽搐和副作用。它将只针对大脑中与抑郁症有关的区域。它将易于施用，而且不会痛苦。总之，这种手术看起来很像经颅磁刺激（TMS），这是一种更温和、更轻柔地刺激大脑的方法，赢得了临床医生和基础研究人员的青睐。尽管尚未得到证实，TMS仍有望成为治疗多种精神疾病以及癫痫、帕金森病，甚至书写痉挛的替代疗法。它已经在帮助绘制正常大脑的线路图并揭示有缺陷的连接。
将一个强大的磁铁置于特定区域会改变该处大脑的电活动。耳塞可防止磁铁产生的巨大噪音。
南卡罗来纳医科大学的神经科医生兼精神科医生Mark George说：“TMS是一个了不起的工具，因为它既有诊断潜力，也有治疗潜力。”他是这项技术的研究先驱之一。
与电击疗法一样，TMS通过电流刺激大脑。但它是间接而非直接地输送电流。当电流通过线圈时，会产生一个磁场，该磁场反过来会在附近的任何导电材料中感应出电流。大脑本身就是一个极具导电性的物质：神经冲动本质上是通过神经元网络传递的电信号。因此，磁刺激可以在大脑中产生电场。
电休克疗法需要强大的电流才能穿透相对不导电的颅骨。但TMS可以使用较弱的电流，因为颅骨对磁场没有阻碍。一个装有线圈的脉冲器靠近头部，通过线圈的电流会产生一个磁场。磁场在大脑组织处会产生一个电脉冲，扰乱该区域的神经信号，导致脉冲器下方的大脑区域暂时“失明”。单次脉冲会使附近的神经元放电；如果脉冲快速重复，就会出现一种“失明”现象，在治疗后一段时间内扰乱神经活动。这些扰乱对受试者来说是察觉不到的。
哥伦比亚大学内外科学院磁脑刺激中心主任、已为数百名患者施用过TMS的精神科医生Holly Lisanby说：“你会感觉到头上有一种抽搐感，这是头皮肌肉收缩引起的。”“在某些情况下，确实会有些头皮疼痛，”她说。“但许多受试者觉得根本不疼。”而且，她说，由于产生的电流远不如电休克疗法使用的电流强，因此不会引起抽搐、明显的记忆丧失，也无需麻醉。“我有很多患者在接受TMS治疗后可以直接回去工作。你头脑清醒，意识清醒，不会昏昏欲沉或迷失方向。”
TMS技术于1985年被引入，用于诊断控制身体运动和感觉的周围神经损伤。但这项技术也为科学家提供了无与伦比的能力，可以刺激特定的大脑区域，并观察对完全清醒、健康人体受试者的影响。例如，在左耳上方几英寸处施加脉冲，会让右手拇指抽搐。基础研究人员很快就开始调整涉及视觉、语言、学习、激素反应和药物反应的其他神经通路。美国国立卫生研究院（NIH）与George一起进行了一些最早关于TMS和情绪研究的Eric Wassermann说：“用任何其他技术都无法如此直接地研究人体大脑。”“它是一个极好的生理探针。”
电极记录大脑刺激引发的肌肉反应。
但临床医生对TMS改变精神障碍影响区域的潜力最为兴奋。在20世纪90年代中期，世界各地的研究人员开始测试该方法缓解抑郁症、强迫症、躁狂症和精神分裂症症状的能力。一些结果令人鼓舞：在一项针对对药物治疗无反应的抑郁症患者的研究中，超过一半的患者在接受五天TMS治疗后病情显著改善。在另一项抑郁症试验中，TMS的成功率可与电休克疗法媲美。一项关于强迫症患者的研究报告称，单次治疗后，强迫性冲动减轻的持续时间长达八小时。在一些精神分裂症患者中，TMS能够缓解他们长达数周的幻听。
但这项技术的倡导者在重复这些结果方面遇到了困难。他们常常看到一些患者的病情得到极大改善，而另一些患者则毫无反应。Lisanby说：“个体之间的线路连接可能存在很大差异。”而不同的治疗方案似乎会产生截然不同的结果。例如，尽管此前有报道称TMS对帕金森病患者有效，但她自己的TMS研究表明，该治疗有时会暂时使症状恶化。
专家们承认，他们尚未确定最有效的磁刺激方案。例如，在典型的抑郁症TMS治疗中，脉冲器被置于左耳前方和上方，即被称为前额叶皮层的区域，该区域与情绪障碍有关。电流以每秒10次的频率循环，每次持续八秒。每次半小时的疗程由20次这样的脉冲组成，一个完整的治疗周期包括10天的每日治疗。所有这些参数——脉冲器的位置；刺激的频率、强度和持续时间；每天的治疗次数；以及治疗的长度——都是任意的。其他组合可能效果更好。
研究人员希望通过确定TMS最能帮助的患者类型，以及为每种疾病和每位患者找到最佳的刺激位置和模式，来完善TMS作为一种临床工具。最终，TMS可能在治疗抑郁症等疾病方面有多种应用：除了帮助药物耐药患者外，它还可以作为心理治疗和药物治疗的辅助手段——无论是短期使用，在药物起效前，还是作为长期维持策略。TMS已获准在加拿大和欧洲治疗抑郁症，但在美国仅限于实验性试验。
监测这些信号可以显示治疗如何影响神经通路。
在TMS投入美国临床使用可能不会太快，原因有两个。首先，机器的制造商是小型公司，无法与开发抗抑郁药的大型制药公司竞争。其次，研究人员仍在试图弄清楚这项技术的工作原理。在动物身上，磁刺激可以改变大脑中神经递质的水平、神经元受体的活性以及与神经生长相关的基因的表达。Lisanby已证明TMS也会改变大鼠神经元的结构，暗示了大脑活动的长期变化。为了探索该疗法对人类的影响，George正在使用MRI实时监测TMS治疗前后大脑的血流。
George说：“作为一名科学家，我认为我们对这项技术的了解还仅仅是冰山一角。我们需要做很多工作，理解它，然后才能有效地推进。”另一方面，他说，一些最有效的精神疾病治疗方法的作用机制，包括治疗躁郁症的锂、治疗抑郁症的血清素增强剂、抗精神病药和电休克疗法，至今仍然是一个谜。“作为一名临床医生，我认为我们几乎不理解我们所使用的任何一种治疗方法。尽管如此，它们拯救了生命。”
有关TMS的全面网站，包括新闻、会议和科学文章的链接，请访问www.musc.edu/tmsmirror/TMSresrc.html上的TMS资源页面。
