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低水平的自愿输入可增强健康年轻人踝关节背屈神经肌肉电刺激期间皮质脊髓的兴奋性
先前的证据表明，当产生的总力量大于每次单一干预时，神经肌肉电刺激 (NMES) 和随意肌肉收缩相结合的干预措施可能对皮质脊髓兴奋性产生更好的影响。然而，目前还不清楚当产生的力量在干预之间匹配时是否存在更好的效果。十个身体健全的个体在不同的日子进行了三次干预：(i) NMES - 胫骨前肌 (TA) 刺激；(ii) NMES+VOL - TA 刺激结合随意踝关节背屈；(iii) VOL - 随意踝关节背屈。每次干预都以相同的总输出施加，即最大力量的 20%，并间歇性地（5 秒开/19 秒关）施加 16 分钟。评估右侧踝关节和比目鱼肌的运动诱发电位 (MEP) 以及腓总神经的最大运动反应 (M max )：每次干预前、干预中和干预后 30 分钟。此外，在每次干预之前和之后评估踝背屈力匹配任务。因此，在 NMES+VOL 和 VOL 会话期间，踝关节 MEP/M max 在干预开始后立即得到显著促进，直到干预结束。与 NMES 相比，在 NMES+VOL 和 VOL 会话期间观察到更大的促进，但它们之间没有差异。运动控制不受任何干预的影响。虽然与单独的自愿收缩相比，没有显示出更好的综合效果，但与单独的 NMES 相比，低水平的自愿收缩与 NMES 相结合可促进皮质脊髓兴奋性。这表明，即使在低水平收缩期间，自愿驱动也可以改善 NMES 的效果，即使运动控制不受影响。
基于脑震荡活动经颅交流电刺激的疼痛控制：综合综述
开发有效的工具和策略来缓解慢性疼痛是一项高度优先的科学和临床目标。特别是，与疼痛处理相关的大脑区域已被研究作为通过非侵入性脑刺激 (NIBS) 缓解疼痛的潜在目标。除了阐明疼痛与脑震荡活动之间的关系外，经颅交流电刺激 (tACS) 作为一种控制疼痛的可能技术，引起了科学界的关注，它能够非侵入性地调节脑震荡活动并调节脑震荡通信。本综述重点介绍通过操纵脑震荡活动使用 tACS 缓解疼痛及其潜在的临床应用。几项研究报告称，单个大脑上的 tACS 通过使慢性疼痛患者的异常脑震荡活动正常化来减轻疼痛。基于脑间同步来操纵脑间通信的人际 tACS 方法可能通过亲社会效应缓解疼痛。疼痛由时空神经通信编码，代表疼痛的认知、情绪情感和感觉运动方面的整合。因此，未来的研究应寻求将慢性疼痛中的病理性脑震荡通信确定为 tACS 的治疗目标。总之，tACS 可以有效地重建脑震荡活动并协助社交互动，并且可能有助于开发新的疼痛控制方法。
在步行阶段的胫骨远端神经的电刺激可能会逆转CAT中单侧爪垫麻醉的影响
1个生物科学学院，美国佐治亚州亚特兰大佐治亚理工学院； 2德克萨斯州A＆M大学电气与计算机工程系，美国德克萨斯州大学车站； 3韩国Suwon Sungkyunkwan大学生物医学工程系； 4美国马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学医学院神经科学系和肯尼迪·克里格研究所； 5乔治·W·伍德拉夫机械工程学院，美国佐治亚州亚特兰大佐治亚理工学院； 6佐治亚州的手，肩膀和肘部，美国佐治亚州亚特兰大； 7坦普尔大学，美国宾夕法尼亚州费城； 8塔夫茨大学医学院，美国马萨诸塞州波士顿； 9 Poly-Orth International，美国马萨诸塞州沙龙； 10电气和计算机工程和华莱士H. Coulter系生物医学工程系，乔治亚州佐治亚州亚特兰大市佐治亚州乔治亚州；美国宾夕法尼亚州伯利恒的Lehigh University的生物工程和电气和计算机工程系的11个部门
直接用脑电刺激人类记忆
© 作者 2022。由牛津大学出版社代表《Brain 担保人》出版。保留所有权利。如需获得许可，请发送电子邮件至：journals.permissions@oup.com 本文根据牛津大学出版社《标准期刊出版模式》的条款出版和分发 (https://academic.oup.com/journals/pages/open_access/funder_policies/chorus/standard_publication_model) 1
经颅直流电刺激调节脑功能的剂量反应：从局部到网络水平
背景：通过经颅技术调节大脑活动的非侵入性脑刺激方法（如经颅直流电刺激 (tDCS)）越来越普遍，用于研究调节的大脑区域与刺激结果之间的关系。然而，tDCS 的个体间差异使得在群体层面检测干预效果变得具有挑战性。收集多种模式的磁共振成像数据（即结构和功能 MRI）有助于研究剂量反应最终如何影响大脑对 tDCS 的反应功能。方法：我们通过一项随机、三盲、假对照试验收集了数据，该试验有两个平行组。60 名患有 MUD 的参与者被随机分配到假或主动 tDCS（每组 n=30，2 mA，20 分钟，阳极/阴极超过 F4/Fp1）。在 tDCS 之前和之后立即收集结构和功能 MRI（包括高分辨率 T1 和 T2 加权 MRI、静息态 fMRI 和甲基苯丙胺线索反应任务（冰毒与中性线索））。T1 和 T2 加权 MRI 数据用于为每个个体生成头部模型以模拟电场。从四个不同层面研究了电场（剂量）与脑功能变化（反应）之间的关联：（1）体素水平、（2）区域水平（基于图谱的分区）、（3）簇水平（感兴趣对比中的活动簇）和（4）网络水平（基于任务和静息态的网络）。结果：在（1）体素水平、（2）区域水平和（3）簇水平，我们的结果显示功能活动变化与电场之间没有显著相关性。然而，（4）在网络层面，默认网络中的电场和 ReHo 之间存在显著的负相关性（r=-0.46（中等效应大小），校正后的 p=0.018）。对于基于任务的 fMRI 数据的网络级分析，额顶叶连接与额叶刺激部位的电场呈现出显著的正相关性（r=0.41（中等效应大小），校正后的 p=0.03）。结论：所提出的流程提供了一个方法框架，可以从四个不同水平的剂量反应关系方面分析 tDCS 效应，从而将电场（剂量）变化与 tDCS 神经反应的变化直接联系起来。结果表明，基于网络的分析可能是一种更好的方法，可以为 tDCS 的神经调节作用对每个个体大脑区域电流剂量的依赖性提供新的见解。剂量反应整合可以为未来脑刺激研究中的剂量优化/定制或预测/治疗反应生物标志物提取提供参考。
经颅直流电刺激调节脑功能的剂量反应：从局部到网络水平
背景：通过经颅技术调节大脑活动的非侵入性脑刺激方法（如经颅直流电刺激 (tDCS)）越来越普遍，用于研究调节的大脑区域与刺激结果之间的关系。然而，tDCS 的个体间差异使得在群体层面检测干预效果变得具有挑战性。收集多种模式的磁共振成像数据（即结构和功能 MRI）有助于研究剂量反应最终如何影响大脑对 tDCS 的反应功能。方法：我们通过一项随机、三盲、假对照试验收集了数据，该试验有两个平行组。60 名患有 MUD 的参与者被随机分配到假或主动 tDCS（每组 n=30，2 mA，20 分钟，阳极/阴极超过 F4/Fp1）。在 tDCS 之前和之后立即收集结构和功能 MRI（包括高分辨率 T1 和 T2 加权 MRI、静息态 fMRI 和甲基苯丙胺线索反应任务（冰毒与中性线索））。T1 和 T2 加权 MRI 数据用于为每个个体生成头部模型以模拟电场。从四个不同层面研究了电场（剂量）与脑功能变化（反应）之间的关联：（1）体素水平、（2）区域水平（基于图谱的分区）、（3）簇水平（感兴趣对比中的活动簇）和（4）网络水平（基于任务和静息态的网络）。结果：在（1）体素水平、（2）区域水平和（3）簇水平，我们的结果显示功能活动变化与电场之间没有显著相关性。然而，（4）在网络层面，默认网络中的电场和 ReHo 之间存在显著的负相关性（r=-0.46（中等效应大小），校正后的 p=0.018）。对于基于任务的 fMRI 数据的网络级分析，额顶叶连接与额叶刺激部位的电场呈现出显著的正相关性（r=0.41（中等效应大小），校正后的 p=0.03）。结论：所提出的流程提供了一个方法框架，可以从四个不同水平的剂量反应关系方面分析 tDCS 效应，从而将电场（剂量）变化与 tDCS 神经反应的变化直接联系起来。结果表明，基于网络的分析可能是一种更好的方法，可以为 tDCS 的神经调节作用对每个个体大脑区域电流剂量的依赖性提供新的见解。剂量反应整合可以为未来脑刺激研究中的剂量优化/定制或预测/治疗反应生物标志物提取提供参考。
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。
在护理点上对经颅电刺激的人体优化：计算角度
摘要：大脑对经颅电刺激（TES）的响应能力的个体差异越来越多地证明了TE的影响的巨大差异。已开发出解剖学上详细的计算大脑模型来解决这种可变性。但是，静态大脑模型在解释大脑的动态状态时并不是“现实的”。因此，基于TES神经血管效应的系统分析，在此观点文章中提出了在护理点上的人类在循环中的优化。首先，使用生理详细的神经血管模型进行了模态分析，该模型在0 Hz至0.05 Hz范围内，通过平滑肌细胞在0 Hz至0.05 Hz范围内进行途径，该模式通过平滑肌细胞进行了血管反应，该模式通过弹性的近红外光谱光谱（FNIRS）测量。在TES期间，瞬态感觉可能会对血液动力学产生唤醒作用，因此我们提出了一个健康的病例系列，用于FNIRS的黑盒建模 - 短期TDCS效应的互化效果。块外生性测试拒绝了tdcs不是FNIRS总血红蛋白变化（HBT）和瞳孔扩张变化（p <0.05）的单步格兰格原因的说法（p <0.05）。Moreover, grey-box modeling using fNIRS of the tDCS effects in chronic stroke showed the HbT response to be significantly different (paired-samples t -test, p < 0.05) between the ipsilesional and contralesional hemispheres for primary motor cortex tDCS and cerebellar tDCS, which was subserved by the smooth muscle cells.在这里，我们的看法是，各种生理途径扩散TE的影响可能会导致状态特征变异性，这对于临床翻译而言可能具有挑战性。因此，我们使用我们的减少二维模型和随机，无衍生的协方差矩阵适应演化策略进行了一项案例研究。我们从计算分析中得出结论，在未来的研究中，在降低神经调节中的受试者间和受试者内变异性的未来研究中，对TE在护理点上的影响。
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]。
特定区域脑脊液的变化调节经颅直流电刺激的焦点
1 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所 (NIMHANS) 神经影像学和介入放射学，2 新加坡南洋理工大学计算机科学与工程学院，3 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所神经生理学系，4 新加坡南洋理工大学社会科学学院 (SSS) 心理学，5 印度班加罗尔国家心理健康和神经科学研究所 (NIMHANS) 精神病学系精神分裂症诊所 InSTAR 计划，6 沙特阿拉伯达曼法赫德国王专科医院神经科学中心，7 美国马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学医学院，8 新加坡南洋理工大学学习研究与发展中心 (CRADLE)，9 新加坡南洋理工大学李光前医学院 (LKC Medicine)，10教育背景：新加坡南洋理工大学