通过颞部干扰刺激对初级体感皮层中的皮层振荡进行潜在调节

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Potential modulation of cortical oscillations by temporal interference stimulation in the primary somatosensory cortex

　　

摘要

背景

时间干扰刺激（TIS）是一种有前景的非侵入性技术，可用于到达那些难以通过传统经颅电刺激调节的深部脑区。一个关键问题是TIS是否能够在人体内可靠地在其包络频率下诱导神经调节。

目的

作为针对更深脑区应用的初步尝试，我们研究了TIS是否能够在初级体感皮层（S1）的包络频率下调节皮层振荡。我们还使用基于每位参与者磁共振成像（MRI）的个性化模拟，研究了非目标区域的电场如何影响刺激效果的个体间差异。

方法

共有49名健康参与者参与研究（其中24人接受TIS刺激，25人接受无包络调制的主动假刺激）。TIS通过专门设计的刺激协议施加在左侧S1手部区域，以产生10 Hz的包络频率。在刺激前后，使用脑磁图（MEG）记录大脑活动。电场模拟则是基于每位参与者的结构MRI重建的个性化头部模型进行的。

结果

初步的混合双向方差分析（ANOVA）显示，alpha波段的功率在组与时间之间没有显著交互作用；敏感性分析表明，该研究的力量略不足以检测到这种交互效应。随后的组内探索性分析显示，在TIS组中，目标S1区域的alpha波段功率在刺激后有所增加（Cohen’s d = 0.570），而在主动假刺激组中则没有观察到显著变化。beta和gamma波段没有明显变化，尽管在描述性上alpha波段的增幅最大，但跨频段的直接统计比较并未达到显著性。此外，基于个性化电场模拟的探索性分析表明，非目标区域的电场可能会减弱S1局部场强度与alpha波段振荡变化之间的关系。

结论

这些发现提供了初步证据，表明TIS可能能够根据其包络频率调节人类的皮层振荡，尽管证据仍然有限。此外，其效果可能会受到非目标区域电场的影响。