2025年10月10日
本方案建立了一种将高分辨率经颅交流电刺激(HD-tACS)与脑电图(EEG)相结合的实用方法,以研究在认知任务期间刺激对神经振荡的影响,并以工作记忆中的θ频段刺激为例进行说明。
本方案旨在演示如何将高分辨率经颅交流电刺激与脑电图(EEG)相结合。通过在刺激前后记录脑电图,该方案使研究人员能够评估刺激引起的神经生理效应。开始前,需在实验前清洁受试者的头皮。
将64通道脑电图(EEG)脑电帽佩戴在受试者头部,电极按照10-20系统排列。在软件界面中选择阻抗选项,以监测电极阻抗。将阻抗显示范围设置为0至5千欧姆,以确保记录质量。
将显示屏上的橙色或绿色信号解释为低于五千欧姆。使用注射器尖端通过电极开口分开毛发,然后注入凝胶,以确保每个电极与头皮直接接触。用注射器尖端轻轻摩擦头皮,直到每个电极的阻抗降至五千欧姆以下。
一旦确认所有电极的阻抗,让受试者执行双反向任务时,在软件中按下“开始”以启动脑电图(EEG)记录。在任务期间实时观察脑电图信号。在刺激前再次清洁受试者的头皮。
提前准备好所有必要的材料。安装电池并确认其已充满电。使用输入电缆将双通道经颅电刺激刺激器连接至四合一刺激接口。
将输出电缆连接到四合一接口,并在输出电缆上安装五个银或氯化银电极。完成所有连接后,打开双通道刺激器和四合一系统的电源。接着,将五个塑料高密度外壳嵌入脑电帽上指定位置P3、CP3、P1、PO3和P5处。然后将脑电帽戴在受试者头部。
使用注射器针头通过每个高密度(HD)外壳的开口将导电凝胶涂抹于头皮。分开头发以暴露头皮,并直接涂抹凝胶。将五个电极插入外壳中,其中第五个电极置于P3位置,其余电极围绕其放置。
再次用导电凝胶填充所有脑电图(EEG)电极,并确认阻抗值低于五千欧姆。确认刺激器的默认模式设置为扫描。然后通过按下四选一接口上的数字按钮,逐一查看每个电极的阻抗值。
如果阻抗超过1.5,则打开帽盖,并用注射器针头擦拭头皮以降低阻抗。使用四个旋钮在双通道刺激器上设置刺激参数,包括波形、持续时间和强度。使用操纵杆切换伪刺激状态。
设置参数为交流波形、2毫安、4赫兹,持续10分钟。将放松水平切换至满电流。接着,使用模式选择按钮将刺激器模式从扫描模式改为通过模式。
通过按下刺激器上的启动按钮开始刺激。观察屏幕上的电流上升过程,直至达到目标强度。如果出现不适,使用放松杆降低刺激强度,并在受试者感到舒适后继续进行。
必要时可按中止按钮终止刺激。从 EEG 帽上取下高密度(HD)外壳和刺激电极。将原始 EEG 电极重新插入 P3、CP3、P1、PO3 和 P5 位点。使用注射器尖端拨开头发,并将导电凝胶直接涂抹至每个重新插入的电极上。
开始刺激后脑电图记录前,确认阻抗值低于五千欧姆。在脑电图预处理过程中,眼动伪迹已成功去除,表现为伪迹剔除后的轨迹中不存在典型的眼动信号。时频谱图显示,与刺激前相比,刺激后theta频段功率有所降低。
本方案介绍了一种将HDTACS与EEG结合的实用方法。我们希望本方案能够促进TACS与EEG整合技术的更广泛应用,推动对神经同步动力学的系统性研究。本方案可拓展至更大样本量,并通过定制化的刺激参数,用于探究更广泛的认知与情感功能。
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本方案建立了一种实用方法,将高分辨率经颅交流电刺激(HD-tACS)与脑电图(EEG)相结合,以研究认知任务期间的神经振荡,特别以工作记忆中的θ频段刺激作为案例研究。这些方法的结合使研究人员能够在认知任务前后评估刺激对神经活动的生理效应。
将高分辨率经颅交流电刺激(HD-tACS)与脑电图(EEG)相结合,能够精确探究认知功能背后的神经振荡机制,有助于在神经科学早期发现阶段降低机制性风险。这种整合方法可提供定量的、频率特异性的读数,为神经调控策略的靶点验证和预测可信度提供依据。该方案具有良好的可重复性和可扩展性,可作为推进神经技术产品开发的可复用平台。
该方案贯穿神经科学的发现全过程,从早期的机制研究到神经调控干预的临床前验证。