定義:
初級運動皮層(圖1)自發神經活動指的是在沒有外部任務或刺激的情況下,大腦神經元的自發性、內在性電活動,通常通過 resting-state fMRI 中的低頻波動(如 fALFF)和區域一致性(ReHo)等指標來量化。這些活動反映了大腦的基礎功能狀態和神經網絡的自我組織能力。

圖1 大腦皮層的功能組織
刺激目的:
使用 tTIS(Temporal Interference Stimulation)和 HD-tDCS 對 M1 進行刺激,旨在調制其自發神經活動,從而:
增強神經可塑性;
改善運動功能;
為神經系統疾病(如中風、帕金森病)提供非侵入性治療策略。
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HD-tDCS 對 M1 自發神經活動的調控
核心過程(圖2):
HD-tDCS 使用多電極(4×1環形配置)在C3(M1區)施加微弱直流電(2mA),通過陽極增強神經元興奮性,陰極抑制,從而調節局部神經活動。
它通過改變神經元膜電位,影響GABA能神經傳遞,調節局部腦血流和代謝,進而影響自發神經活動。
目的:
增強M1區的局部神經同步性和低頻率波動振幅(fALFF),促進運動皮層的功能連接和神經可塑性。

圖2 HD-tDCS的模擬模型、電極放置和電場分布
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TI 對 M1 自發神經活動的的調控
核心過程:
TI 使用兩路高頻交流電(2000Hz vs 2020Hz),通過干涉產生低頻包絡(20Hz),穿透顱骨并精準刺激深部腦區(如M1),同時減少對表淺組織的影響。
該技術通過調節神經振蕩(尤其是γ波段),增強局部神經同步性和功能連接。
目的:
實現更深、更聚焦的神經調制,增強M1區的ReHo和fALFF,并產生更持久的后效應。

圖3 TI刺激的模擬模型和電極放置
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臨床研究
研究方法(圖4):
隨機交叉設計,40名右利手健康成人;
每人接受20分鐘TI或HD-tDCS刺激,fMRI在四個時間點(S1–S4)采集數據;

圖4 實驗設計流程圖
分析指標:
ReHo (Regional Homogeneity,區域一致性):衡量大腦局部神經元活動的同步性。
dReHo(Dynamic Regional Homogeneity,動態區域一致性):衡量上述局部同步性隨時間波動的動態穩定性。
fALFF(Fractional Amplitude of Low-Frequency Fluctuations,低頻波動振幅分數):衡量大腦自發神經活動的信號強度。
dfALFF(dynamic fractional Amplitude of Low-Frequency Fluctuations,動態低頻波動振幅分數):衡量上述自發活動強度隨時間波動的動態變異性。
統計方法:
雙因素重復測量ANOVA:用于分析刺激類型(TI/HD-tDCS)和時間(S1-S4)兩個因素對腦活動指標的交互作用和主效應。
FDR校正:一種多重比較校正方法,用于控制統計檢驗中錯誤發現的比例,確保結果的可靠性。
研究結果
結果1:
TI對局部神經同步性(ReHo)的調制更強、更持久。
發現: 在刺激后半段(S3),TI組比HD-tDCS組在左側顳上回和左側中央后回(感覺運動網絡的關鍵區域)引發了更顯著的ReHo升高。

圖5 TI與HD-tDCS在S3時期ReHo的組間差異腦圖
圖5直接展示了TI減HD-tDCS在S3時的腦區差異,彩色區域明確指出了TI優勢腦區的具體位置。
發現: TI的效應在刺激結束后(S4)依然存在(與基線S1相比仍有差異),而HD-tDCS的效應則很快消失。

圖6 ReHo指標在不同時間點對比下的組內差異腦圖
圖6e顯示TI-S4 vs TI-S1的比較中,右側中央前回仍有顯著激活(彩色區域),證明了TI效應的持續性,這是其相對于HD-tDCS的一個巨大臨床優勢。
結果2:
兩種刺激均能增強神經活動的時間穩定性(dReHo)。
發現: 在刺激后期(S3),兩種刺激都使得感覺運動皮層的dReHo值顯著降低。

圖7 dReHo指標在不同時間點對比下的組內差異腦圖
圖7a &7c 中,彩色區域表示S1減S3有顯著差異的腦區,即S3時期的dReHo值顯著低于基線期。這意味著刺激使大腦局部神經活動的同步性變得更加穩定,波動減小。這種“穩化”效應可能為異常的、不穩定的大腦網絡(如癲癇、帕金森震顫)提供治療思路。
結果3:
TI能特異性增強自發神經活動的強度(fALFF)。
發現: 只有TI刺激顯著提高了fALFF值,即在刺激中后期(S3)和刺激后(S4),大腦感覺運動區的低頻活動強度顯著增強。

圖8 fALFF指標在TI組內不同時間點對比下的差異腦圖
圖8a & 8b獨家展示了TI組內部的fALFF變化。圖8a顯示S3時期右側中央后回、顳橫回活動增強,圖8b顯示S4時期雙側中央前/后回活動依然高于基線。這表明TI在增強神經活動“能量”方面具有獨特優勢,而HD-tDCS未引起此效應。
結果4:
動態活動強度(dfALFF)未受調節。
發現: 兩種刺激對dfALFF均無顯著影響。說明它們改變了活動的強度和同步性的穩定性,但并未改變強度本身的波動模式。
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總結
本研究系統比較了TI和HD-tDCS對M1自發神經活動的調制效果,發現:
TI 具有更強、更持久的調制能力,尤其在對深部腦區的精準刺激方面表現優越;
HD-tDCS 雖也能調制M1活動,但效應較弱且不持久;
TI在增強局部神經同步性和低頻波動方面更具潛力,適用于需要持續神經調節的臨床場景(如中風康復、帕金森病);
研究為個性化非侵入性腦刺激方案的優化提供了重要依據。
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回映產品
產品1:手持式經皮脊髓神經電刺激(tSCS)
本設備采用經皮脊髓電刺激(transcutaneous Spinal Cord Stimulation, tSCS)技術,是一種基于生物電調控原理的非侵入性神經調控系統。其核心技術特征為:通過高頻載波信號的低頻脈沖幅度調制(Pulse Amplitude Modulation, PAM),在保證刺激深度的同時顯著降低皮膚阻抗帶來的不適感。刺激電流經體表電極耦合至目標脊髓節段,可選擇性激活脊髓后柱神經通路及中間神經元網絡。
從臨床應用維度,本系統具有多節段調控能力:頸段tSCS通過調節頸膨大(C5-T1)神經環路,可有效改善中樞性上肢運動功能障礙;腰骶段tSCS作用于腰膨大(L1-S2)神經中樞,能促進下肢運動功能重建(包括直立位平衡及步態訓練),同時通過門控機制實現疼痛調控。現有循證醫學證據支持其在慢性脊髓損傷康復、神經源性膀胱管理及急性痛癥干預等領域的輔助治療價值。
產品2:48通道8腦區同步高精度經顱電刺激設備
回映電子科技院線級多腦區高精度經顱電刺激設備(MXN-48)是一款可8腦區/8人同步干預的高精度經顱電刺激實驗平臺。其已突破了Soterix對該技術的壟斷(Soterix產品Soterix MXN-33 高精度經顱電刺激系統其之前是市面上唯一款可對不同腦區進行同步精確干預的設備)回映高精度經顱電刺激產品M×N-48其具有48個獨立輸出通道,每個通道的波形,強度等參數都可以獨立設置,可以實現對8個不同腦區的同步干預,不同腦區的相位同步性<0.1°,大大增強了tES的神經調控效果。回映高精度經顱電刺激設備提供了兩種不同的操作模式以供研究者選擇——基礎模式和自由模式。基礎模式使用更加方便,設定簡單;自由模式則允許導入自定義電流波形,功能更加強大。
適用范圍:康復醫學:運動功能障礙、語言障礙、認知障礙、吞咽障礙、意識障礙、上肢肌張力障礙、卒中后抑郁、卒中后疼痛等精神病學:抑郁癥、焦慮癥、強迫癥、物質成癮、創傷后應激障礙﹑精神分裂癥等兒童康復:腦癱、運動功能障礙、注意缺陷多動障礙、孤獨癥、閱讀障礙、語言發育遲緩等神經病學:睡眠障礙、耳鳴、慢性疼痛、帕金森病、纖維肌痛、慢性疼痛(脊髓損傷下肢)、阿爾茨海默病、單側忽略﹑偏頭痛、神經性疼痛等腦科學研究:記憶、學習、言語等
產品3:手持式高精度經顱電刺激HD-tES設備
回映便攜式高精度經顱電刺激儀(HD-tES)創新地采用type-C轉生物電極的設計使得產品能夠非常便捷地被使用。回映便攜式高精度經顱電刺激儀(HD-tES)通過多電極配置(1個中心電極和4個返回電極)實現高精度電流聚焦,精準刺激目標腦區。其核心優勢在于通過縮小電極尺寸(直徑12mm的環形電極)和增加電極數量,顯著提升刺激的聚焦性和精準性。
回映HD-tES支持多模式刺激,覆蓋多場景需求:HD-tDCS模式:調節皮層興奮性,適用于中風康復、抑郁癥干預等。HD-tACS模式:精準鎖定腦電頻段(如β-γ頻段改善強迫癥,4Hz增強工作記憶)適配認知障礙治療等。HD-tRNS模式:HD-tRNS 對顯式和隱式計時任務的影響不同,用于研究大腦的計時機制和時間處理能力等。

回映便攜式HD-TES設備示意圖

回映自研type-C轉生物電極示意圖
適用范圍:神經系統疾病治療,意識障礙和認知功能調節,康復治療,運動和認知功能恢復。產品4:便攜式經顱強交流電刺激儀(Hi-tACS)
該設備采用非侵入性的10-30mA刺激電流直接刺激大腦區域,進而刺激大腦深部的神經核團、改變神經遞質水平,影響腦電節律、改善腦區間的聯絡,從而增強腦功能,治愈疾病。
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