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经颅交流电刺激 (tACS) 发展趋势的科学计量学评论
1 安徽农业大学人文社会科学学院心理学系，合肥，中国；2 安徽警官职业学院信息管理系，合肥，中国；3 中国科学技术大学人文社会科学学院心理学系，安徽，合肥，中国；4 合肥国家微尺度物质科学研究中心、中国科学技术大学生命科学与医学部、中国科学技术大学第一附属医院放射科，合肥，中国；5 中国科学技术大学先进技术研究院脑疾病物理治疗应用技术中心，合肥，中国；6 上海外国语大学国际商学院脑机智能信息行为教育部和上海市重点实验室，上海，中国
将直接脑电刺激与人类连接组相结合
神经系统和神经发育疾病是主要的公共卫生问题，迫切需要新的治疗方法。有效疗法的开发依赖于对与行为产生因果关系有关的神经基质的精确映射。目前，在清醒手术中的认知和神经监测期间进行的直接电刺激 (DES) 被认为是脑功能因果映射的黄金标准。然而，DES 受到刺激部位局部性的限制，阻碍了在网络层面上对人类大脑功能的真正整体探索。我们使用了来自 612 名胶质瘤患者的 4137 个 DES 点，结合人类连接组数据（静息态功能 MRI，n = 1000 和扩散加权成像，n = 284），以提供对包含 12 个不同行为域的因果宏观功能网络的多模态描述。为了探究我们程序的有效性，我们 (i) 比较了健康和临床人群的网络拓扑图；(ii) 测试了 DES 衍生网络的预测能力； (iii) 量化结构和功能连接之间的耦合；(iv) 建立一个多变量模型，能够量化单个受试者与规范人群的偏差。最后，我们通过测试 DES 衍生的功能网络在识别与术后语言缺陷相关的关键神经调节靶点和神经基质方面的特异性和敏感性，探究了 DES 衍生的功能网络的转化潜力。与单独使用 DES 相比，DES 和人类连接组数据的组合导致全脑覆盖率平均增加 29.4 倍。DES 衍生的功能网络可以预测未来的刺激点（准确率为 97.8%），并得到皮层下刺激的解剖连接的强烈支持。我们没有观察到患者和健康人群在群体和单个受试者层面上存在任何显著的拓扑差异。通过展示具体的临床应用，我们发现 DES 衍生的功能网络与多个功能域中的有效神经调节目标重叠，在使用不同刺激技术的颅内刺激点进行测试时表现出高度特异性，并且可以有效地用于表征术后行为缺陷。DES 与人类连接组的整合从根本上提高了 DES 或单独功能成像提供的功能映射的质量。DES 衍生的功能网络可以可靠地预测未来的刺激点，与底层白质具有很强的对应性，并且可以用于患者特定的功能映射。可能的应用范围从精神病学和神经病学到神经心理学、神经外科和神经康复。
经颅直流电刺激对帕金森病潜在 P300 相关事件及 Alpha 和 Beta 脑电图频带节律的影响的原创性研究
背景：帕金森病是最常见的神经退行性疾病之一。虽然帕金森病的彻底治愈方法仍然难以捉摸，但有多种治疗方法可以减缓其进展并抵消其症状。经颅直流电刺激（tDCS）是一种诱导大脑可塑性的非侵入性方法。本研究的目的是检查两周 tDCS 对左侧背外侧前额皮质（DLPFC）对帕金森病患者神经生理功能的影响。方法：30 名年龄在 67 至 82 岁之间的帕金森病患者参与了实验。15 名患者在左侧 DLPFC 上接受了 tDCS，而 15 名患者接受了假 tDCS。在 tDCS 之前和之后，使用脑电图方法对 alpha 和 beta 波段节律和 P300 事件相关电位潜伏期进行评估神经生理功能。结果：经颅直流电刺激 (tDCS) 可缩短 P300 反应的起始潜伏期，并增加 alpha 和 beta 波段节律的功率谱。结论：本研究加深了我们对 tDCS 在帕金森病治疗中的潜在作用的理解，因为 P300 潜伏期的缩短以及 alpha 和 beta 波段的增加与认知方面的改善相关。
健康个体中的咽电刺激（PE）：
参考文献Fraser C，Power M，Hamdy S，Rothwell J，Hobday D，Hollander I等。在人类成人运动皮层中驾驶可塑性与脑损伤后的运动功能改善有关。神经元。2002; 34：831–40。 Omari T，Ciucci M，Gozdzikowska K，HernándezE，Hutcheson K，Jones C等。 高分辨率的咽部测压和阻抗：协议和指标 - 高分辨率咽部管理国际工作组的表示。 吞咽困难[Internet]。 2020; 35（2）：281–95。 Omari T，Cock C，Wu P，Szczesniak MM，Schar M，Tack J等。 使用高分辨率的试剂阻抗诊断上食管括约肌和咽运动障碍。 neurogastroenterol motil。 2022; 00（E14461）：1-10。2002; 34：831–40。Omari T，Ciucci M，Gozdzikowska K，HernándezE，Hutcheson K，Jones C等。高分辨率的咽部测压和阻抗：协议和指标 - 高分辨率咽部管理国际工作组的表示。吞咽困难[Internet]。2020; 35（2）：281–95。Omari T，Cock C，Wu P，Szczesniak MM，Schar M，Tack J等。使用高分辨率的试剂阻抗诊断上食管括约肌和咽运动障碍。neurogastroenterol motil。2022; 00（E14461）：1-10。
揭示经颅直流电刺激 (tDCS) 和脑机接口 (BCI) 干预对中风后慢性康复患者的转化效应——一项替代治疗设计研究
摘要：中风是一种由脑梗塞或脑出血引起的使人衰弱的临床疾病，对运动功能恢复构成重大挑战。先前的研究表明，应用经颅直流电刺激 (tDCS) 可以改善神经系统疾病或障碍患者的神经可塑性。通过调节皮质兴奋性，tDCS 可以增强常规疗法的效果。虽然上肢康复已得到广泛研究，但对下肢的研究仍然有限，尽管它们在运动、独立性和良好的生活质量方面发挥着重要作用。由于神经肌肉残疾造成的生命和社会成本很高，tDCS 设备相对低成本、安全性和便携性，结合低成本的机器人系统，可以优化治疗并降低康复成本，增加获得神经肌肉康复尖端技术的机会。本研究探索了一种新方法，该方法依次利用以下过程：tDCS、基于运动想象 (MI) 的脑机接口 (BCI) 和虚拟现实 (VR)，以及电动踏板末端执行器。这些方法用于增强大脑可塑性并加速中风后患者的运动恢复。这些结果对于下肢功能严重受损的中风后患者尤其重要，因为这里提出的系统以实时闭环设计提供运动训练，促进足部区域 (Cz) 周围的皮质兴奋，同时患者直接用大脑信号控制电动踏板。这种策略有可能显著改善康复结果。研究设计遵循交替治疗设计 (ATD)，即采用双盲方法来测量中风后患者的身体功能和大脑活动的改善情况。结果表明，患肢的运动功能、协调性和速度以及感觉改善呈积极趋势。对脑电图信号中的事件相关去同步 (ERD) 的分析揭示了 Mu、低 beta 和高 beta 节律的显著调节。虽然这项研究没有提供辅助心理练习训练优于传统疗法的确凿证据，但它强调了进行更大规模调查的必要性。
功能性电刺激与机械手套联合用于脑卒中后患者手部康复的疗效评价
摘要背景：中风患者的主要症状是上肢偏瘫和手部功能丧失。联合使用功能性电刺激和机械手套可以克服单独应用的局限性。目的/目标：评估机械手套和功能性电刺激对改善中风后患者手部功能的综合效果及其对生活质量的影响。方法：从 PUBMED、Google Scholar 和 Cochrane 等在线资源中搜索了 2011 年至 2022 年期间发表的不同文章。本综述包括实验研究、临床试验、初步调查、试点研究、随机对照试验。还对所有已确定文章的参考文献列表进行了二次搜索。然后对每项研究进行独立审查。结果：共搜索了 30 篇文章。在 30 项研究中，筛选出了 10 项，其中 4 项研究因方法学缺陷被排除在外。其余 6 项支持性研究报告称，功能性电刺激和机器人手套的结合作用比单独使用常规疗法更有利于改善手部功能。结论：因此，可以得出结论，功能性电刺激和机器人手套比常规疗法更有效地改善中风后患者的特定任务，例如完全伸展、抓握、释放、举重任务、饮水等。关键词：功能性电刺激、手部康复、机器人手套、中风。引言根据世界卫生组织的定义，中风是一种临床综合征，包括迅速发展的局部脑功能紊乱临床症状，持续时间超过 24 小时或导致死亡，除血管起源外没有明显原因。（1）根据 1990 年的全球疾病负担 (GBD) 研究，中风是全球第二大死亡原因。（2）中风幸存者表现出身体功能障碍，例如神经肌肉骨骼和运动相关功能的显着偏差或丧失
经颅直流电刺激的电极组合决定其对精神分裂症症状和功能的影响
经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种非侵入性脑刺激方法，通过在阳极和阴极电极之间短时间（通常每次少于 30 分钟）施加电流（通常小于 2 mA）来调节神经活动 (17)。之前的荟萃分析报告称，向背外侧前额皮质 (DLPFC) 施加 tDCS 可减轻精神分裂症患者的幻觉（阳性症状；Hedges' g = 0.86）和阴性症状（0.41），并改善神经认知功能，特别是工作记忆（0.41）（18-23）。最近，据报道，针对 DLPFC 的 tDCS 还可以提高日常生活技能（功能能力）（24）、对疾病的洞察力（25）和元认知（26）。关于社会认知，我们系统回顾的数据表明，前额皮质上的经颅直流电刺激 (tDCS) 可增强情绪识别 (27)，而左侧颞上沟 (STS) 上的刺激可提高这些患者的心理理论得分 (28-30)。因此，尽管存在争议，但经颅直流电刺激 (tDCS) 的电极组合，尤其是阳极刺激部位，可能决定其对精神病患者症状和功能的影响 (31-33)。总之，需要进一步考虑以了解应刺激哪些大脑区域以改善精神分裂症的特定症状 (34)。
由基于 P300 的脑机接口控制的功能性电刺激疗法，作为慢性中风后患者上肢运动功能恢复的替代治疗手段。一项非随机试点研究
物理治疗和职业治疗是传统中风康复中 ULMI 恢复的主要方法。虽然前者主要基于关节活动、肌肉拉伸和强化，但两者都侧重于特定任务的训练、功能任务练习、强制性运动疗法和日常生活活动（6-9）。尽管付出了所有努力，中风后上肢活动能力并不总是能完全恢复（8、10、11）。这表明需要更多更好的创新技术来康复这些脑血管疾病。在已研究的用于评估其在 ULMI 康复中效果的各种技术中，我们可以提到基于肌电图的生物反馈、虚拟现实、机电和机器人设备、经颅磁刺激、脑机接口（BCI）和用作功能性电刺激疗法（FEST）的功能性电刺激（FES）；然而，这些技术尚未广泛应用，并且仍在不断发展和研究中（12、13）。
利用导电聚合物和水凝胶进行直流电刺激的指南
碳聚合物广泛应用于航空航天、电子、[1–4] 太阳能电池技术、[5–9] 太阳能水净化、[10] 电池（如超级电容器）[11–14] 和生物医学工程（如记录和刺激电极涂层、药物输送、组织工程支架）。[15–21] 这些聚合物固有的导电性来源于它们的化学结构，该结构由重复的单键和双键（π-π）碳键交替链组成，允许电子沿着聚合物主链自由移动。此外，这些材料可以通过几种工艺（如化学、电化学、光子）进行掺杂，通过极化子的积累有效地提高它们的电导率。[22] 除了出色且可调的电性能外，碳聚合物还是一种经济高效的金属替代品，可生物降解、生物相容性好，可以通过多种工艺合成，并可以涂覆在不同类型的基材上。在研究最多的 CP 中，我们发现了聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI) 和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT/PSS)。所有这些 CP 都已广泛应用于生物医学应用，用于生物电测量、电刺激、药物输送以及生物致动器和生物传感器。[23–27] 特别是，由于 PEDOT 的高电化学稳定性和三维结构，在过去十年中，将其用作刺激电极涂层一直是研究的中心。
围产期中风和偏瘫儿童的 BCI 激活电刺激：一项初步研究
围产期中风是一种局部血管性脑损伤，导致数百万人终身残疾（ Nelson ，2007； Dunbar 和 Kirton ，2019）。作为偏瘫性脑瘫的主要原因，且无法预防，当前的研究主要致力于了解和改善运动康复。偏瘫的严重程度在不同个体之间差异很大，有些儿童患肢和手的使用极其有限。因此，这些儿童除了参加适合其年龄的娱乐活动外，还可能在梳洗、洗澡和喂食等日常生活活动中遇到困难。遗憾的是，目前的治疗选择有限，但随着对生命初期单侧损伤后大脑发育方式的了解不断加深，治疗选择将越来越丰富。大量的临床前和人脑映射研究正在确定围产期中风后发生的发育可塑性（Kirton，2013b；Hilderley 等人，2019；Craig 等人，2021；Kirton 等人，2021）。在运动系统中，出生时等比例存在的双侧皮质脊髓束通常会在生命最初几年从同侧撤出（Eyre，2007）。然而，早期单侧损伤可能会损害对侧脊髓神经支配，导致同侧连接异常持续存在以及未受损半球对受影响肢体的运动控制异常（Staudt，2007；Kirton，2013a；Kirton 等人，2015）。不同的中风亚型代表了早期脑损伤后发育可塑性的人类模型（Kirton 和 DeVeber，2013 年）。人们对此类模型与现有的康复疗法之间的关系理解得越来越深刻。强制性运动疗法 (CIMT) 和双手疗法对某些人可能有效，但需要高剂量且效果不大（Novak 等人，2013 年）。模型还定义了非侵入性神经调节的目标，即未受损的初级运动皮层，对照临床试验表明该区域具有额外的疗效（Kirton 等人，2015 年；Hilderley 等人，2019 年）。目前尚无明确的围产期中风儿童神经可塑性模型，因为它与皮质运动意象和运动计划的重组有关。由于缺乏对早期受伤后幼小大脑如何重组的理解，在尝试将心理意象和意图作为康复模式的一部分时，带来了独特的挑战。功能性电刺激 (FES) 是一种新兴的康复选择，在偏瘫儿童中尚未得到充分研究。FES 是一种神经肌肉电刺激 (NMES)，它将患者的运动尝试与通过低强度电流刺激目标肌肉相结合，以促进受损功能性运动的重复。患者的自愿努力是 FES 的重要组成部分，其中感觉运动区域的皮质激活与功能改善有关（Eraifej 等人，2017 年；Musselman 等人，2020 年）。成人 FES 已证明中风后偏瘫的上肢功能改善和神经可塑性变化，包括日常生活活动 (ADL) 的改善，并被当前最佳中风康复实践指南推荐（Eraifej 等人，2017 年；Musselman 等人，2020 年）。对偏瘫性 CP 儿童进行的小规模研究表明，将 FES 与治疗相结合可改善手部功能，并伴随皮质神经生理学的变化（Wright 和 Granat，2000 年；