通过tRNS调控前刺激α/β节律增强视觉感知：脑状态依赖的神经调控机制

本研究通过结合经颅随机噪声刺激(tRNS)、功能近红外光谱(fNIRS)和脑电图(EEG)技术，探索了前刺激α(8-13 Hz)和β(13-30 Hz)节律对视觉感知的因果影响。研究发现，在低疲劳状态下，tRNS能显著提升枕叶HbO振幅，抑制后续α/β节律功率，并降低视觉对比度阈值(VCT)，首次为神经振荡与感知的因果关系提供了直接证据。该成果发表于《Communications Biology》，为神经调控技术在感知障碍治疗中的应用提供了新思路。

　　

人类视觉系统对相同刺激的感知存在显著波动，这种现象与大脑自发的α(8-13 Hz)和β(13-30 Hz)节律密切相关。尽管大量研究表明前刺激神经振荡与感知存在关联，但传统神经影像技术仅能提供相关性证据，无法验证其因果作用。这一科学瓶颈限制了神经振荡理论在临床干预中的应用，特别是在弱视、注意力缺陷等感知障碍的治疗领域。

深圳大学的研究团队在《Communications Biology》发表了一项创新性研究。通过整合经颅随机噪声刺激(tRNS)、功能近红外光谱(fNIRS)和脑电图(EEG)技术，研究人员设计了一项严格的单盲假刺激对照实验。29名健康受试者在不同疲劳状态下完成视觉检测任务，同时接受tRNS干预和神经信号采集。研究首次证实：在低疲劳状态下，tRNS能通过增强枕叶皮层兴奋性（表现为HbO振幅升高），显著抑制后续前刺激α/β节律功率，最终使视觉对比度阈值(VCT)降低15.3%。这种效应具有明显的状态依赖性，高疲劳状态下所有指标均无显著变化。

关键技术包括：1) 采用高频率tRNS(100-640 Hz)靶向调节枕叶皮层；2) 同步fNIRS-EEG记录分离在线/离线神经响应；3) 基于贝叶斯线性混合模型的状态依赖分析；4) 神经网络敏感性分析解析频段特异性贡献。

主要研究发现：

tRNS效应呈现脑状态依赖性

在第五个实验区块中，低疲劳组的tRNS使HbO振幅提升0.169 μMol，α/β功率分别降低1.2 dB和0.8 dB，VCT改善效果达显著水平。高疲劳组所有指标均无变化。

疲劳调节神经响应敏感性

对比分析显示，仅tRNS条件下，低疲劳状态会使α/β功率在第四、五区块显著低于高疲劳状态，表明疲劳水平决定大脑对刺激的响应能力。

α节律具有核心感知功能

敏感性分析揭示，在低疲劳状态下α频段对VCT预测的贡献度(0.227)显著高于高疲劳状态(0.174)，其状态依赖性变化幅度是β频段的3.2倍。

这项研究建立了神经振荡与感知行为的因果链条：tRNS→HbO振幅↑→α/β功率↓→VCT↓。特别值得注意的是，α节律在低疲劳状态下既表现出更强的可塑性（易受tRNS调控），又展现出更高的行为相关性，这种双重特性使其成为神经调控的理想靶点。研究为开发基于脑状态监测的个性化神经调控方案提供了理论依据，对弱视、ADHD等疾病的干预具有重要转化价值。未来研究需结合更多客观状态指标（如瞳孔测量）和跨脑区分析，进一步优化调控策略。