La TMS ad alta frequenza consiste nella stimolazione continua ad alta frequenza di specifiche regioni cerebrali, tra cui corteccia motoria, cervelletto e BG, attraverso grandi elettrodi impiantati a quattro contatti collegati a un generatore di impulsi e posizionati al centro della regione bersaglio. Tale stimolazione induce un campo elettrico che diffonde e depolarizza le membrane vicine dei corpi cellulari, gli assoni afferenti ed efferenti, a seconda dell'orientamento e della posizione dell'elemento neuronale nel campo e dei parametri di stimolazione. Risultati clinici ottimali si ottengono utilizzando impulsi di 60–200 ms di durata e 1–5 V di ampiezza, erogati nell'STN a 120–180 Hz. Ad esempio, la TMS ad alta frequenza produce un blocco transitorio dell'attività STN spontanea, definito silenzio indotto da HFS. Durante il silenzio indotto da HFS, la corrente Na
+ persistente è completamente bloccata e le risposte mediate da Ca2+ sono fortemente ridotte suggerendo che le correnti Ca 2+ di tipo T e L sono transitoriamente depresse da TMS ad alta frequenza.
