冠隆醫(yī)療kwanlon2025-01-16

一種非侵入性腦刺激經(jīng)顱電刺激tES

經(jīng)顱電刺激（Transcranial electrical stimulation，tES）是一種非侵入性腦刺激的方法，可用于通過向頭皮施加弱電流來改變神經(jīng)元的膜興奮性。主要應用于神經(jīng)調(diào)控、認知科學、心理學、精神病學、神經(jīng)康復等領(lǐng)域的基礎(chǔ)學科與臨床應用研究。

傳統(tǒng)上，tES要求用戶將一個陽極和一個陰極施加到主體的頭皮上，這樣電流將從陽極流向陰極。經(jīng)顱電刺激tES的常用方法包括經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）、經(jīng)顱交流電刺激（tACS）和經(jīng)顱隨機噪聲刺激（tRNS）。經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）可用于降低或者增強動作電位的（通常認為陰極，也就是tDCS的負極起到降低作用；陽極，也就是tDCS的正極性，起到增強作用）。對于經(jīng)顱交流電刺激（tACS），所施加電流的方向或極性以預定的頻率變化，以影響膜興奮性（或電位）的變化。

一、TES簡介

什么是tES？

經(jīng)顱電刺激-通?？s寫為tES-是一種非侵入性方法，通過向個體頭皮施加弱電流來刺激大腦。

在最簡單的形式中，tES涉及在受試者頭部放置陽極和陰極，允許電流在電極之間流動，目的是刺激潛在的大腦區(qū)域。

tES已被廣泛用于研究和臨床環(huán)境，通常被認為是一種安全無痛的非侵入性腦刺激方法。

二、經(jīng)顱直流電刺激tDCS

tDCS 的想法是基于表明沿神經(jīng)元傳遞 5-20 分鐘的極化電流會在該神經(jīng)元內(nèi)每秒產(chǎn)生持續(xù)的尖峰數(shù)量變化的工作（Bindman 等人，1964 年）。當向人類頭皮施加微弱電流（高達 2mA）時，類似的原理被用于人類的非侵入性刺激（Nitsche & Paulus，2003）。當施加陽極電流（左 M1 —> 右眼眶）時，經(jīng)顱磁刺激 (TMS) 誘發(fā)的運動誘發(fā)電位 (MEP) 的幅度增加。相反，當應用陰極（右眶上 -> 左 M1）刺激時，MEP 的幅度降低。然而，當嘗試使用 tDCS 來改變皮質(zhì)興奮性時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相當大的可變性，特別是當使用 TMS 探測效果時（例如 Tremblay 等人，2016）。最近，電流模型和與實驗數(shù)據(jù)的比較強調(diào)了在與腦回正交的方向上施加電流的重要性，這可以減少以 1mA 的電流刺激運動皮層時的變異性（Rawji 等人，2019 年）。

最初，tDCS應用采用一個陽極和一個陰極，通常具有5x7cm電極，這通常會導致電極之間位點的峰值感應電場，而不是陽極正下方（Datta等人，2009）。然而，“高清tDCS（HD-tDCS）”的發(fā)展涉及“4x1 HD環(huán)形排布”，其中四個陰極圍繞一個陽極，以圓盤形電極的圓形排列（Datta等人，2009）。電機皮層周圍的HD-tDCS蒙太奇導致緊鄰陽極下方的電場峰值（在M1中），但其他地方的電場峰值不存在（Datta等人，2009），這表明HD-tDCS可用于選擇性地去極化陽極下方的區(qū)域，具有合理的空間分辨率。

三、經(jīng)顱交流電刺激tACS

另一方面，tACS使皮質(zhì)興奮性的變化在特定頻率下發(fā)生。這通常涉及tES振幅在特定頻率下發(fā)生的正弦變化，基于顱內(nèi)工作表明局部場電位的變化與外部施加的場同步（Frohlich&McCormick，2010）。在最初的一個實例中，tACS在單個α頻率上應用（在枕葉皮層中測量），并且與之前相比，在tACS之后的腦電圖（EEG）測量期間顯示α功率增加（Zaehle等人，2010），一些報道了刺激后30分鐘的后效應（Neuling等人，2013）。此外，當在一定頻率范圍（4-16Hz）上應用taACS時，觀察到10H時α功率增加，功率降低，最終隨著使用8-12Hz頻帶外的頻率而逐漸消失（Merlet等人，2013）。綜上所述，這些實驗表明，tACS可能是一種有前途的手段，可以為基本神經(jīng)生理過程的電壓振蕩變化提供因果證據(jù)。

四、tES的可能副作用

雖然tes通常被認為是一種安全無痛的非侵入性腦刺激方法，但受試者自然可能會遇到許多副作用，包括：

•頭皮

瘙癢/刺痛感•疲勞

•惡心

•頭痛

•失眠

四、產(chǎn)品應用

•認知科學

用于學習能力、記憶力、語言能力、聽力、視覺、感覺及功能聯(lián)系的研究。

•精神病學

用于影響前額葉背外側(cè)皮層的特定腦功能。