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随机假手术的TDCS-FMRI研究协议
该研究被设计为随机，双盲，2臂并行组，假对照，试验。患有SCZ和认知障碍的48名参与者（通过一组执行功能测试测量）将随机分配以接收单个活动（n = 24）或假（n = 24）TDC（20分钟，3-ma）。分别在左和右DLPFC上分别将阳极和阴极电极放置。刺激与工作记忆任务同时发生，该任务恰好在TDC发作后5分钟开始。使用3 Tesla扫描仪（SIEMENS PRISMA模型）在主动和假TDC之后直接进行结构和静止状态（RS-FMRI）扫描，该扫描仪配备了64个通道头线圈。主要结果将是大脑激活的变化（衡量大胆响应）和工作记忆表现（准确性，反应时间）。
Open-tES：专为啮齿动物研究设计的经颅电刺激开源刺激器
非侵入性神经调节技术，包括经颅直流电刺激 (tDCS)，已被证明可以调节神经元功能，并用于认知神经科学和治疗神经精神疾病。在这种情况下，动物模型提供了一种强大的工具来识别 tDCS 的神经生物学作用机制。然而，找到一个易于使用且允许各种刺激参数的电流发生器可能很困难和/或昂贵。在这里，我们介绍了 Open-tES 设备，这是一个在协作平台 Git-Hub 上共享的知识共享许可 (CC BY、SA 4.0) 下的项目。该电流发生器允许实现 tDCS（和其他类型的刺激），适用于啮齿动物，易于使用且成本低廉。已经进行了特性分析以测量所输送电流的精度和准确度。我们还旨在将其效果与临床试验中使用的商业刺激器（DC-Stimulator Plus，Neuro-Conn，德国）进行比较。为了实现这一目标，我们进行了一项行为研究，以评估其在减少小鼠抑郁相关行为方面的功效。刺激器的精度和准确度分别优于 250 nA 和 25 nA。本研究对小鼠进行的行为评估未发现临床试验中使用的商业刺激器和 Open-tES 设备之间存在任何显著差异。刺激器的准确度和精确度确保了刺激的高可重复性。该电流发生器是一种可靠且廉价的工具，可用于非侵入性脑电刺激领域的临床前研究。
改善吞咽功能和中风后吞咽困难的能力：一项随机临床试验
抽象后吞咽困难是一种普遍的威胁生命的状况。科学家建议使用新技术（例如经颅直流电流（TDC））实施行为疗法。研究表明了有希望的TDCS效应，科学家建议研究不同蒙太奇的有效性。超级分子回（SMG）在吞咽功能中是重要的。我们的研究旨在研究刺激SMG在改善震动后吞咽困难的有效性。四十四名患者完成了这项研究（一项随机，双盲）。所有这些都接受了行为疗法。真实组在完整的SMG上接受了阳极（2 mA，20分钟）的刺激，而假手术组接受了30 s（5个会话）。通过功能性口服摄入量表（FOIS）和MANN评估吞咽能力（MASA），在治疗后和一个月随访时评估患者。结果表明，基线时组之间的差异并不显着。根据MASA的说法，两组在此期间都显着改善（P值<0.001）。 实际组的改善显着高于处理后的假手术组（p-值= 0.002）和一个月后的随访（p -value <0.001）。 根据FOIS，实际组中的大多数患者（72.70％）在一个月后的随访后达到6或7级，这显着高于假手术组（31.80％，p-value = 0.007）。 总而言之，应用于与SMG定位相关的头皮表面的TDC可以改善吞咽困难患者的吞咽功能。根据MASA的说法，两组在此期间都显着改善（P值<0.001）。实际组的改善显着高于处理后的假手术组（p-值= 0.002）和一个月后的随访（p -value <0.001）。根据FOIS，实际组中的大多数患者（72.70％）在一个月后的随访后达到6或7级，这显着高于假手术组（31.80％，p-value = 0.007）。总而言之，应用于与SMG定位相关的头皮表面的TDC可以改善吞咽困难患者的吞咽功能。
离线双额阳极经颅直流电刺激可减少总睡眠时间，且不会干扰夜间记忆巩固
几十年来，识别学习背后的神经机制并寻找改进它们的新方法一直是一个重要的研究课题。迄今为止，睡眠是影响记忆巩固的最受关注的因素之一。有人提出，睡眠期间海马皮质会重放记忆痕迹，以逐渐强化记忆表征 (1)。据推测，这种影响是通过以下相互作用实现的：通过主动神经元重放记忆表征来强化相关突触，通过下调非相关突触来锐化表征 (2)。非快速眼动睡眠 (NREM) EEG 特征，例如慢振荡、纺锤波和丘脑涟漪，被认为可以协调这一过程 (3 – 5)。经颅直流电刺激 (tDCS) 等非侵入性脑刺激技术已被引入作为调节记忆表征神经整合的工具 (6)。经颅电刺激装置产生的慢电波（慢振荡 tDCS，so-tDCS；经颅交流电刺激，tACS）已被证明能够诱发内源性慢振荡并增强慢
回顾经颅电刺激在大脑中产生的电场：体内记录的回顾
经颅电刺激 (tES) 是一种神经调节方法，需要通过头皮电极非侵入性地施加弱电流 [1,2]。在所有其他类型的刺激中，经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅交流电刺激 (tACS) 是研究最多的技术 [3,4]。由于 tDCS 提供特定强度的直流电，而 tACS 施加特定频率的交流电，因此它们对神经细胞和非神经细胞的影响有所不同 [5,6]。事实上，注入电流的时间特征（刺激波形）以及空间特征（电极的大小、形状和蒙太奇）和个人头部解剖结构决定了诱发生物变化并最终导致行为变化的电剂量 [7]（有关 tES 效应的系统描述，请参阅 [8,9]）。然而，对脑组织中产生的电场 (E 场) 的可接受估计仍然缺乏 [10]。虽然它本身并不能预测刺激效果[11]，但这些信息对于以下方面至关重要：（I）填补理论空白[12]和（II）提供优化的刺激方案[12,13]。
白质病变对经颅电刺激电场的影响
背景：经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种很有前途的工具，可用于增强治疗效果，例如在治疗中风后。所获得的刺激效果表现出较高的受试者间差异性，这主要是由感应电场 (EF) 的扰动驱动的。由于萎缩或病变等解剖变化，衰老大脑中的差异会进一步增大。通过基于计算机的个性化 EF 模拟来告知 tDCS 协议是减轻这种差异的一种建议措施。目标：虽然在模拟研究中，大脑解剖结构（特别是萎缩以及中风病变）被认为对 EF 有影响，但白质病变 (WML) 导致的白质电特性变化的不确定性的影响尚未量化。方法：进行了一项团体模拟研究，将 88 名受试者分为四组，每组病变负荷不断增加。由于缺乏有关 WML 电导率的信息，因此在为病变组织选择任意电导率值时，采用不确定性分析来量化模拟中的变异性。结果：WML 对 EF 方差的贡献平均仅为其他建模组织贡献的十分之一到千分之一。虽然与低病变负荷受试者相比，高病变负荷受试者的 WML 贡献显著增加（p≪.01），通常增加 10 倍以上，但 EF 的总方差并没有随着病变负荷而变化。结论：我们的结果表明，WML 不会全局扰乱 EF，因此在对低到中等病变负荷的受试者进行建模时可以将其省略。但是，对于高病变负荷受试者，省略 WML 可能会导致病变组织附近的局部 EF 估计不太稳健。我们的结果有助于精确建模 tDCS 以进行治疗计划。
非侵入性脑刺激（NIBS）对中风康复患者注意力和记忆功能的影响：系统评价和荟萃分析
摘要：背景：近年来，人们探索了非侵入性脑刺激（NIBS）对脑卒中人群认知功能的治疗作用。根据刺激部位和刺激参数，NIBS 有多种方法。然而，目前还没有关于脑卒中后认知障碍的系统性 NIBS 综述，重点是刺激部位和刺激参数。本研究的目的是对 NIBS 治疗脑卒中后认知障碍的有效性和安全性进行系统评价和荟萃分析，以获得新的见解。本研究前瞻性地在 PROSPERO 系统评价数据库（CRD42020183298）中注册。方法：从建库至 2020 年 12 月 31 日搜索 MEDLINE、Scopus、CINAHL、Embase、PsycINFO 和 CENTRAL 中的所有英文文章。纳入随机和前瞻性对照试验进行分析。纳入的研究至少有 5 名中风后患者，即至少进行了 5 次 NIBS 疗程并使用标准化的神经心理学认知测量。我们按照物理治疗证据数据库 (PEDro) 评分系统对选定研究的方法学质量进行了评估。结果：共有 10 项研究符合资格标准。六项研究使用了重复经颅磁刺激 (rTMS)，四项研究使用了经颅直流电刺激 (tDCS)。合并样本量分别为 221 名和 196 名接受 rTMS 和 tDCS 的个体。八项研究将一般康复、认知训练或额外治疗与 NIBS 相结合。在 rTMS 研究中，目标症状包括整体认知 (n = 4)、注意力 (n = 3)、记忆 (n = 4)、工作记忆 (WM) (n = 3) 和执行功能 (n = 2)。五项研究选择左侧背外侧前额叶皮质（DPLFC）作为刺激靶点。一项 rTMS 研究选择右侧 DLPFC 作为抑制性刺激靶点。六项研究中有四项显示显著改善。在 tDCS 研究中，目标症状包括整体认知（n = 2）、注意力（n = 4）、记忆力（n = 2）和 WM（n = 2）。三项研究选择额叶区域作为刺激靶点。所有研究都显示显著改善。在荟萃分析中，rTMS 对神经心理学测试分类的注意力、记忆力、WM 和整体认知显示出显著影响。另一方面，tDCS 没有显著影响。结论：对于注意力、记忆力和 WM 等认知功能缺陷的中风后患者，NIBS 显示出有希望的积极作用。然而，这种影响是有限的，表明需要进一步研究更精确的刺激部位和刺激参数。未来的研究有必要使用先进的神经生理学和神经成像工具，以基于网络的方法使用 NIBS 治疗中风后的认知症状。
大脑刺激
背景：一种神经调节性的非侵入性脑刺激技术，经颅直流刺激（TDC）在基本和临床研究中显示出令人鼓舞的结果。然而，效应的已知中间人间变异性限制了该技术的效果。最近，我们报告了基于29分钟的Sham，0.5、1.0、1.5或2.0 MA阳极或阴极TDC的29分钟参与者的数据，该数据基于29分钟的参与者的数据，报道了小组水平上TDC的神经生理作用。通过以下更改评估了神经生理效应：1）经颅磁刺激（TMS）诱导的运动诱发电位（MEP）和2）通过功能磁共振成像（MRI）通过动脉旋转标记（ASL）测量的脑血流（CBF）。在小组级别，获得了干预的剂量依赖性效应，但是显示出个体间的变异性。方法：在本研究中，我们研究了观察到的个体间变异性的原因。为此，对于每个参与者，基于MRI的现实头模型设计为1）计算解剖因子，2）模拟TDCS和TMS诱导的电场（EFS）。我们在区域级别进行了第一次研究，该级别的单个解剖因素解释了模拟的EFS（幅度和正常成分）。然后，我们探索了哪些特定的解剖学和/或EF因素预测了TDC的神经物理结果。结果：结果突出了区域电极对皮质距离（RECD）与区域CSF（RCSF）厚度与单个EF特性之间的显着负相关。另外，尽管RCSF厚度和与TDC诱导的生理变化的RECD均与效果呈正相关。结论：这些结果为TDC对单个物理因素的神经调节作用的依赖性提供了新的见解。©2021作者。由Elsevier Inc.出版这是CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）下的开放访问文章。
中额脑刺激对持续注意力的影响
摘要 持续注意力被定义为在较长时间内保持注意力的能力，这种能力通常会随着任务时间的延长而下降（即警觉性下降）。先前的研究表明背内侧前额皮质 (mPFC) 在持续注意力中发挥着重要作用。在两个实验中，我们旨在通过在持续注意力任务期间对 mPFC 施加经颅电流刺激来增强持续注意力。在第一个实验中，我们采用受试者间设计 (n = 97) 施加经颅直流电刺激 (tDCS)：参与者接受阳极刺激、阴极刺激或假刺激。与我们的预测相反，我们发现刺激对警觉性下降没有影响。在第二个实验中，参与者在两个单独的环节中接受了 θ 和 alpha 经颅交流电刺激 (tACS)（n = 47，受试者内设计）。在这里，我们发现了对警觉性下降的频率依赖性影响，与我们的预期相反，与 alpha 刺激相比，参与者在 theta 刺激后的表现随着时间的推移变得更差。然而，这一结果需要谨慎解读，因为这种影响可能是由两种刺激频率之间的不同副作用引起的。总之，在两项研究中，我们无法使用 tDCS 或 theta tACS 减少警觉性下降。
对情绪的小脑进行非侵入性脑刺激
小脑刺激历史悠久，可追溯到 18 世纪。Luigi Rolando (1773 – 1831) 是首批使用电流研究小脑功能的人之一，他观察到对动物小脑施加电流可引起抽搐 (Ponce et al. 2021 )。在随后的几个世纪中，人们进一步利用电流来检查健康和神经系统人群中小脑运动功能的神经生理学。意大利科学家 Giuseppe Moruzzi (1910 – 1986) 使用电流证明小脑与情绪有关，他提供的证据表明，与猫下丘脑诱发的假怒相关的自主神经活动可以通过电刺激小脑来调节 (Zanchetti and Zoccolini 1954 )。包括经颅直流电刺激 (tDCS) 和经颅磁刺激 (TMS) 在内的非侵入性脑刺激技术的引入，为研究人类小脑与情绪之间的关系提供了一种安全且微创的新型方法 (Cattaneo 等人，2021 年)。虽然早期使用弱电流的研究在 20 世纪 60 年代被放弃，部分原因是研究结果缺乏系统性，但早在 2000 年，经验证明 tDCS 可以以极性依赖的方式调节神经兴奋性 (Nitsche 和 Paulus，2000 年) 就引发了研究人员对这项技术的重新兴趣