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人类体感皮层的阈下皮层内微刺激增强触觉敏感性
体感皮层的皮层内微刺激 (ICMS) 可激活刺激电极周围的神经元并引发触觉。然而，目前尚不清楚皮层神经元的直接激活如何影响它们处理来自皮肤的其他触觉输入的能力。在左、右体感皮层均植入慢性微电极阵列的人体中，我们在同时提供 ICMS 的同时向皮肤施加机械振动，并量化机械和电刺激对触觉的影响。我们发现阈下 ICMS 增强了皮肤触摸的敏感度，证据是振动触觉检测阈值降低（中位数：-1.5 dB），但阈下振动不会系统性地影响 ICMS 的可检测性。超阈值振动导致 ICMS 阈值增加（中位数：2.4 dB），但超阈值 ICMS 对振动触觉阈值影响不大。 ICMS 引起的振动触觉敏感性增强与位置有关，刺激电极的投射场和振动刺激的位置距离越远，效果大小越小。这些结果表明，仅对皮质进行有针对性的微刺激就可以局部增强触觉敏感性，有可能恢复或加强受伤后保留的触觉。
硬膜下皮质电刺激中的伪影传播
通过脑皮层电图 (ECoG) 进行皮层刺激可能是在双向脑机接口 (BD-BCI) 中诱导人工感觉的有效方法。然而，电刺激引起的强电伪影可能会显著降低或掩盖神经信息。详细了解刺激伪影通过相关组织的传播可能会改进现有的伪影抑制技术或启发开发新的伪影缓解策略。因此，我们的工作旨在全面描述和模拟硬膜下 ECoG 刺激中伪影的传播。为此，我们收集并分析了四名患有癫痫并植入硬膜下 ECoG 电极的受试者的雄辩皮层映射程序数据。从这些数据中，我们观察到伪影在所有受试者的时间域中都表现出锁相和棘轮特性。在频域中，刺激导致宽带功率增加，以及基频刺激频率及其超谐波的功率爆发。伪影的空间分布遵循电偶极子的电位分布，在所有受试者和刺激通道中，拟合优度中值为 R 2 = 0.80。高达 ± 1,100 µ V 的伪影出现在距离刺激通道 4.43 至 38.34 毫米的任何地方。这些时间、光谱和空间特性可用于改进现有的伪影抑制技术，启发新的伪影缓解策略，并有助于开发新的皮质刺激方案。总之，这些发现加深了我们对皮质电刺激的理解，并为未来的 BD-BCI 系统提供了关键的设计规范。