多通道时序干扰刺激(M?TIS)靶向苍白球内侧部(GPi)治疗帕金森病的创新研究：基于有限元模型的精准神经调控新策略

本研究针对帕金森病(PD)深部脑区精准调控难题，开发了多通道时序干扰刺激(M?TIS)技术。通过MRI头模和有限元分析(FEM)证实，M?TIS在苍白球内侧部(GPi)产生的平均电场强度(0.58 V/m)显著优于传统tACS(0.27 V/m)、M?tACS(0.38 V/m)和TIS(0.48 V/m)，为PD非侵入治疗提供了新方向。

　　

帕金森病作为全球第二大神经退行性疾病，其典型运动症状如震颤、运动迟缓等，主要与基底神经节环路异常有关。虽然深部脑刺激(DBS)通过植入电极直接调控靶点如苍白球内侧部(GPi)效果显著，但手术风险、硬件并发症等问题限制了其应用。传统非侵入技术如经颅交流电刺激(tACS)又面临难以精准靶向深部核团的困境。2017年诞生的时序干扰刺激(TIS)技术虽能穿透颅骨，但在GPi的刺激强度和聚焦性仍有提升空间。

上海体育学院计算生物力学中心的研究团队在《Neuroscience》发表论文，创新性提出多通道时序干扰刺激(M?TIS)方案。通过构建两个MRI衍生的个性化头模型(H_sub1/H_sub2)，采用有限元分析(FEM)比较四种刺激方案：单通道tACS、多通道tACS(M?tACS)、传统TIS和新型M?TIS。关键技术包括：基于准静态假设的电场模拟、多电极配置优化、以及针对GPi靶点的电场强度与空间梯度分析。

电场分布比较
M?TIS在GPi产生0.58 V/m的平均电场，较其他方案提升114%-53%。其空间梯度表明，四对电极产生的干扰场能形成更精准的"热点"，避免非目标皮层区域的过度激活。

深部靶向意义
双模型验证显示，M?TIS在双侧GPi的刺激聚焦性提升40%，且通过调整电极对数量(2-4对)和频率差(0-100Hz)，可实现单侧/双侧靶向的灵活切换，这为个体化治疗提供了参数优化空间。

结论与展望
该研究首次从理论上证实，通过增加电极对数量可协同增强TIS的深部刺激效能。M?TIS在GPi达到的电场强度已接近DBS治疗阈值(约1 V/m)，为非侵入PD治疗开辟了新途径。未来需通过动物实验和临床试验验证其神经调控效果，并探索其对多巴胺能神经元保护作用的分子机制。这项由中国学者主导的研究，为神经工程领域贡献了原创性技术方案。