【摘 要】
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神经电刺激方法通过对人体施加电流,影响神经兴奋性进而改善神经传导功能,在治疗或辅助治疗神经系统疾病方面发挥重要作用。经颅电刺激（Transcranial Electrical Stimulation,TES）和脑深部电刺激（Deep Brain Stimulation,DBS）是常用的神经电刺激方法。其中,TES安全无创,但是聚焦性较差;DBS聚焦性强,但是采用侵入式电刺激方式,存在术后感染风险。
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神经电刺激方法通过对人体施加电流,影响神经兴奋性进而改善神经传导功能,在治疗或辅助治疗神经系统疾病方面发挥重要作用。经颅电刺激（Transcranial Electrical Stimulation,TES）和脑深部电刺激（Deep Brain Stimulation,DBS）是常用的神经电刺激方法。其中,TES安全无创,但是聚焦性较差;DBS聚焦性强,但是采用侵入式电刺激方式,存在术后感染风险。时间相干（Temporally Interfering,TI）经颅电刺激疗法,是一种兼顾非侵入性、聚焦性以及刺激深度的神经电刺激新方法。为进一步提高TI经颅电刺激的聚焦性,本论文通过对多通道TI经颅电刺激方法进行研究,主要工作及结果如下:（1）搭建TI经颅电刺激实验平台,实现动物运动皮层TI经颅电刺激。小鼠行为学以及肌电数据分析结果显示,不同TI经颅电刺激差频实验条件下（5Hz、10Hz）,小鼠对侧前爪运动频率与差频一致,并且随差频改变而改变;不同基频实验条件下（2k Hz、3k Hz、4k Hz）,小鼠运动阈值随基频增加而增加;此外,C-fos染色结果显示,运动皮层目标区域神经元细胞激活比例显著高于非目标区域。（2）建立TI电场数值分析模型,揭示调制包络振幅分布特性。调制包络振幅具有矢量性,不同方向的调制包络振幅分布不同;相对电极布局策略在y方向的调制包络振幅分布为单靶区“椭圆形”,交叉电极布局策略在x+y方向的调制包络振幅分布为多靶区“四叶草”形;此外,调制包络振幅分布受刺激电极位置影响,刺激稳定性随刺激电极数目增多而增强。（3）提出多通道TI经颅电刺激策略,通过仿真以及动物实验验证其聚焦性。建模结果显示,当最大调制包络振幅值分别下降3d B和6d B时,相较于传统TI经颅电刺激,三通道TI经颅电刺激聚焦性分别提高26.7%和54.4%,六通道TI经颅电刺激聚焦性分别提高46.7%和70.2%;动物实验结果显示,相较于传统TI经颅电刺激,三通道TI经颅电刺激在非目标区域神经元激活比例下降24.2%,单点刺激电压平均降低28.5%。
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