一、定义与核心概念
经颅电刺激仪(tES)是一种非侵入式脑调控技术设备,通过电极向头皮施加微弱电流(通常0.5-2mA),改变大脑皮层神经元兴奋性,用于神经调控治疗与脑科学研究。
核心特点:无创、低成本、便携性高,但作用精度低于磁刺激(TMS)。
二、技术分类与原理
1. 主要类型
| 类型 | 缩写 | 电流特性 | 作用机制 | 
|---|---|---|---|
| 经颅直流电刺激 | tDCS | 恒定低强度直流电(0.5-2mA) | 阳极兴奋神经元,阴极抑制神经元膜电位 | 
| 经颅交流电刺激 | tACS | 正弦波交流电(1-100Hz) | 调节脑节律振荡,同步神经活动 | 
| 经颅随机噪声刺激 | tRNS | 随机频谱电流(0.1-100Hz) | 增强神经元随机共振,提升可塑性 | 
| 经颅脉冲电刺激 | tPES | 短脉冲电流(微秒级) | 模拟自然神经放电,靶向性更强 | 
2. 作用原理
电生理基础:电流穿透颅骨(衰减约50%)作用于皮层,改变神经元静息膜电位。
神经可塑性:持续刺激诱导突触LTP/LTD(长时程增强/抑制),重塑神经连接。
神经递质调节:影响GABA、谷氨酸等递质释放(如tDCS降低GABA抑制性)。
三、核心设备构成
| 组件 | 功能 | 技术要点 | 
|---|---|---|
| 电流发生器 | 输出可控电流 | 恒流输出(±0.1mA精度)、阻抗监测 | 
| 电极系统 | 电流传导 | 橡胶电极(5×7cm)、海绵浸盐水、高导凝胶电极 | 
| 定位装置 | 靶点定位 | 10-20脑电定位法、fMRI导航(可选) | 
| 控制软件 | 参数设置 | 预设方案库(强度/时长/波形)、安全协议 | 
四、临床应用与证据等级
1. 治疗适应症(循证医学支持)
| 疾病领域 | 适应症 | 证据等级 | 推荐方案 | 
|---|---|---|---|
| 精神疾病 | 抑郁症(难治性) | Ⅰ级(FDA突破性认证) | 阳极刺激左DLPFC,2mA×30min/天×6周 | 
| 神经康复 | 脑卒中运动障碍 | Ⅱ级(AHA推荐) | 阴极刺激健侧运动区,1mA×20min+康复训练 | 
| 疼痛管理 | 纤维肌痛 | Ⅱ级 | 阳极刺激运动皮层,2mA×20min/天×5天 | 
| 认知增强 | 阿尔茨海默病记忆改善 | Ⅲ级 | tACS(40Hz)刺激默认网络区 | 
2. 科研探索方向
帕金森病步态障碍(tDCS联合基底节刺激)
精神分裂症幻听(颞顶叶tACS)
创造力提升(前额叶tRNS)
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