经颅直流电刺激时长对脑运动皮层活跃度影响的研究

作者：黄福鑫; 孙曜^*; 李景琦; 罗志增

来源：中国生物医学工程学报, 2023, 42(04): 411-419.

• 经颅直流电刺激
• 运动想象
• 脑电图
• 事件相关去同步化
• 功率谱密度

经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的非侵入式脑刺激技术，可以增强皮层兴奋性从而促进运动功能康复。然而在运动功能康复训练中，该技术刺激时长参数设置的标准尚未明确。在刺激直流电强度保持1.5 mA恒定的情况下，通过采集脑电信号，研究阳极tDCS时长对大脑皮层运动区活跃度的影响。选择11名健康受试者接受基于以往实验经验值的3种不同时长(10、15、20 min)C3区阳极刺激，并在此基础上增加一种25 min的同模式刺激实验。在刺激前后分别采集脑电信号，测量C3区mu和beta节律在静息态和运动想象时的事件相关去同步下的功率谱密度两个特征参数，并计算平均值，比较4种不同时长的阳极刺激对大脑皮层运动区活跃度的影响。结果显示，mu和beta节律在不同时长刺激前后功率谱密度(μV2/Hz)的变化量分别为10 min:2.835±0.842, 15 min:3.975±0.978, 20 min:7.022±1.562, 25 min:1.413±1.329和10 min:0.890±0.421, 15 min:1.645±0.630, 20 min:3.122±0.710, 25 min:0.321±0.259;mu和beta的事件相关去同步变化量(%)分别为10 min:10.06±2.81, 15 min:14.11±2.87, 20 min:22.12±4.67, 25 min:3.77±3.03和10 min:6.72±3.19, 15 min:11.78±5.02, 20 min:17.81±3.16, 25 min:2.54±2.30。研究表明，在3种经验值范围内，刺激时间越长，脑运动皮层活跃度越强，且存在显著性差异(P<0.05),但继续延长刺激时长反而导致脑运动皮层活跃度降低。本研究结果有望为基于tDCS技术的运动功能康复训练的刺激时长设置提供有意义的参考。

• 单位
  杭州电子科技大学