经颅交流电刺激选择性调控脑电图非周期性成分：揭示神经调制的新机制

针对经颅交流电刺激(tACS)作用机制不明的关键问题，研究人员通过40 Hz C3/C4靶向刺激的配对双盲对照实验，首次发现tACS能特异性下调脑电非周期性成分的宽带功率谱偏移量(offset)，该发现为揭示tACS通过影响神经放电而非直接调控振荡活动的新机制提供了重要证据。

　　

大脑如同一个精密的交响乐团，神经元的电活动既包含规律的节律性振荡（周期性成分），也存在着看似杂乱的背景噪声（非周期性成分）。经颅交流电刺激(tACS)作为一种非侵入性脑刺激技术，长期以来被认为主要通过"夹带"机制调控大脑的周期性活动。然而，这种认知正面临挑战——越来越多的证据表明，tACS可能通过更复杂的途径影响大脑功能。特别是在40Hz γ波段刺激领域，研究者们发现现有的周期性夹带理论难以解释所有实验现象，这提示我们可能忽略了非周期性成分的关键作用。

为解开这个谜团，研究人员设计了一项严谨的对照实验。研究采用配对、平衡、假刺激对照的设计方案，在感觉运动区(C3/C4)施加20分钟40Hz tACS刺激。通过三种脑电记录条件（静息态、序列反应时任务、40Hz听觉稳态刺激）的系统比较，研究团队获得了突破性发现：tACS选择性地降低了非周期性成分的宽带功率谱偏移量(offset)，这种效应独立于实验条件且不伴随周期性活动的改变。该结果发表于《Clinical Neurophysiology》，为理解tACS作用机制开辟了新视角。

关键技术方法包括：1)采用双盲、平衡、假刺激对照的tACS实验设计；2)多模态EEG记录方案（静息态、主动任务、被动刺激）；3)感觉运动区(C3/C4)靶向的40Hz交流电刺激；4)功率谱分解技术区分周期性和非周期性成分；5)序列反应时任务(SRTT)的行为学评估。

【结果】

Objective部分揭示：传统认为tACS通过夹带机制影响周期性EEG活动，但本研究提出其可能通过调控非周期性成分发挥作用的新假说。

Methods部分显示：研究通过严格控制的实验设计，在三种EEG记录条件下系统评估了tACS对两类成分的影响，确保结果可靠性。

Results部分证实：40Hz tACS导致功率谱出现宽带下移（offset降低），这种非周期性成分的改变独立于实验条件，且未观察到周期性活动的显著变化。

Conclusion部分指出：该现象可能反映tACS对神经放电活动的整体调节，而非特定频率的振荡夹带。

Significance部分强调：区分非周期性成分的作用为理解神经调制机制提供了新思路，对tACS临床应用具有重要指导价值。

这项研究突破了传统认知框架，首次证实tACS可选择性调节EEG非周期性成分。功率谱偏移量(offset)的改变暗示tACS可能通过改变神经元兴奋性阈值等基础电生理特性产生作用，这为解释临床观察到的tACS后效应提供了新机制。特别值得注意的是，这种效应在静息态、认知任务和感觉刺激条件下均保持一致，说明其反映的是神经网络的固有特性改变。研究结果将推动tACS机制研究从"频率特异性夹带"向"神经网络基础状态调控"范式转变，为优化脑刺激参数、开发新型神经调控疗法奠定理论基础。未来研究可进一步探索非周期性成分改变与认知功能改善的关联，以及不同刺激频率对这类效应的调节规律。