经皮迷走神经刺激对抑制控制的神经生理学影响

《Neuromodulation: Technology at the Neural Interface》：The neurophysiological impacts of transcutaneous vagus nerve stimulation on inhibitory control

　　

王春晨|王航|戴静|刘阳|高志军|秦一龙|刘子龙|曹新生|文志红|杨林

中国西安第四军医大学航天医学系，教育部航天医学重点实验室

摘要

背景

作为一种具有前景的无创脑刺激技术，经皮迷走神经刺激被认为可以通过激活蓝斑-去甲肾上腺素通路并增加神经递质释放来积极调节抑制控制过程。然而，tVNS促使抑制控制能力提升的神经可塑性调控机制尚不明确。

目的

我们通过多维度脑电图分析框架，研究tVNS对抑制控制作用的神经可塑性机制，重点关注静息状态和抑制控制任务状态下的大脑活动。

材料与方法

共招募21名年轻男性大学生，采用平衡随机被试内交叉设计进行脑电图记录。在刺激前后收集脑电图数据，受试者在刺激过程中需完成两阶段的SST任务。

结果

在SST任务的表现或N2波成分方面，tVNS组与假刺激组之间无显著差异。但与假刺激后的静息状态脑电图相比，tVNS降低了额中央区域的δ波和θ波频率，同时增加了β波频率。此外，tVNS还提升了小世界系数（Sigma）。而与假刺激后的任务状态脑电图相比，tVNS增加了α波频率，并降低了任务状态下的脑功能连接强度。

结论

这些结果表明，tVNS能够积极调节静息状态的大脑活动。数据进一步表明，tVNS不仅能提高抑制控制状态下大脑活动的神经效率，还能提升该状态下大脑网络的信息传递效率，为tVNS作为一种通过神经可塑性调控来增强抑制控制能力的有效策略提供了实证支持。