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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及脑科学,具体涉及一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法及系统。
技术介绍
1、目前,常见的非侵入性脑刺激技术包括经颅磁刺激(tms)、经颅直流刺激(tdcs)和经颅交流刺激(tacs),这些方法在神经调节和脑功能研究中得到广泛应用,但它们存在局限性。tms(包括重复性tms(rtms)、单脉冲tms(stms)和双脉冲tms(ptms))主要作用于大脑皮层区域,tms设备通常无法穿透大脑皮层,因而不能直接影响大脑深部结构。tdcs和tacs在调节深层神经网络时,精度方面也存在一定的不足。
2、经颅时域相干刺激(ttis)是一种非侵入性脑刺激技术,通过将不同频率的电信号施加至大脑皮层或深部脑区,利用时域干扰效应精确调节神经元的活动,实现对大脑活动的激活或抑制。与传统刺激模式不同,ttis通过频率干扰产生新的刺激频率,能更精准地影响深部脑区活动。此外,ttis可结合间歇性爆发性θ波刺激(itbs)和连续性θ节律性刺激(ctbs),分别用于激活(itbs)和抑制(ctbs)大脑皮层区域,实现对神经网络调节。但目前的ttis大多依赖于对单个区域的激活或抑制调节,较少考虑大脑区域间的互动和信息传递。对于神经网络中不同脑区之间的动态合作和协同作用的调节仍然存在较大的挑战。
技术实现思路
1、本申请提供了一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,以解决现有技术中,无法穿透大脑皮层,不能直接影响大脑深部结构,以及对于神经网络中不同脑区之间的动态合作和协同作用的调节仍然存在较
2、相应的,本申请还提供了一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节系统,用于保证上述方法的实现及应用。
3、为了解决上述技术问题,本申请公开了一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,所述方法包括:
4、确定多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔;
5、在对应的刺激顺序和时间间隔下,通过ttis系统分别刺激多个目标脑区;ttis系统包括多对电极,每两对电极作用于同一目标脑区;
6、在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据;
7、根据行为数据和大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势。
8、优选地,确定多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔,包括:
9、确定多个目标脑区的刺激顺序;刺激顺序包括同激活、同抑制、先激活后抑制、先抑制后激活;
10、根据多个目标脑区之间的传递速度,确定目标脑区的时间间隔。
11、优选地,根据多个目标脑区之间的传递速度,确定目标脑区的时间间隔,包括:
12、若当前目标脑区与另一目标脑区之间的传递速度已知,则根据已知的传递速度确定当前目标脑区的时间间隔;
13、若当前目标脑区与另一目标脑区之间的传递速度未知,则通过ttis系统刺激当前目标脑区,并测量另一目标脑区的反应延迟,基于反应延迟计算获得当前目标脑区的时间间隔。
14、优选地,在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据,包括:
15、分别采集刺激前后个体在行为任务中的行为数据,并且,采集刺激过程中的大脑神经活动数据。
16、优选地,采集刺激过程中的大脑神经活动数据,包括:
17、在刺激过程中,结合功能性磁共振成像获取个体大脑的血氧水平依赖信号。
18、优选地,根据行为数据和大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势,包括:
19、根据刺激前后个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据,分析刺激前后个体在行为任务中的变化趋势。
20、优选地,根据行为数据和大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势,还包括:
21、根据不同的刺激顺序下的行为数据和大脑神经活动数据,分析不同刺激顺序下的行为变化趋势。
22、优选地,根据行为数据和大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势,还包括:
23、使用统计学方法分析行为数据和大脑神经活动数据,构建神经-行为关联模块;神经-行为关联模块用以反应行为数据和大脑神经活动数据之间的映射关系。
24、本申请还公开了一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节系统,所述系统包括:
25、刺激顺序控制与时序调节模块,用于确定多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔;
26、多区域ttis模块,用于在对应的刺激顺序和时间间隔下,通过ttis系统分别刺激多个目标脑区;ttis系统包括多对电极,每两对电极作用于同一目标脑区;
27、数据采集模块,用于在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据;
28、数据分析模块,用于根据行为数据和大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势。
29、本申请中,在对应的刺激顺序和时间间隔下,通过ttis系统分别刺激多个目标脑区。其中,所述ttis系统包括多对电极,每两对电极作用于同一目标脑区,能够实现皮层脑区和深部脑区的激活或抑制。通过精确调控多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔,可以在多个时间窗内对多个目标脑区进行精准调节,实现目标脑区间的信息传递与功能性连接,以及复杂认知任务的提升,从而优化大脑的神经网络功能。在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据,以便于后续分析个体的行为变化趋势。
30、本申请附加的方面和优点将在下面的描述部分中给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
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1.一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述确定多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔,包括:
3.根据权利要求2所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述根据多个目标脑区之间的传递速度,确定目标脑区的时间间隔,包括:
4.根据权利要求1所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据,包括:
5.根据权利要求4所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,采集刺激过程中的所述大脑神经活动数据,包括:
6.根据权利要求4所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述根据所述行为数据和所述大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势,包括:
7.根据权利要求6所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述根据所述行为数据和所述大脑神经活动数据,分析个体的行为变化趋势,还包括:
9.一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节系统,其特征在于,所述系统包括:
...【技术特征摘要】
1.一种基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述确定多个目标脑区的刺激顺序和时间间隔,包括:
3.根据权利要求2所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述根据多个目标脑区之间的传递速度,确定目标脑区的时间间隔,包括:
4.根据权利要求1所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,所述在刺激过程中,采集个体在行为任务中的行为数据和大脑神经活动数据,包括:
5.根据权利要求4所述的基于经颅时域相干刺激的多区域调节方法,其特征在于,采集...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄艳,马灏云,
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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