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非侵入式脑刺激调控认知的神经节律
节律性非侵入性脑刺激（rh-NIBS）可用于调节神经振荡，并研究这些脑节律对认知的功能性作用。本文旨在关注该领域常被忽视的方面，这些方面限制了研究结果的解释和转化潜力。 同时，我们提供了这两种rh-NIBS协议的精确机制解释，以说明刺激结果的个体差异。最后，我们填补了“夹带”（通过rh-NIBS在线操纵神经振荡）与“可塑性”（TMS离线协议的后续效应）之间的理论空白。 这种振荡活动的实验性调制称为神经夹带，可通过节律性非侵入性脑刺激技术实现。最成熟的技术是节律性经颅磁刺激（rh-TMS）和经颅交流电刺激（tACS），如图1所示。 这些研究表明，通过非峰值rh-NIBS偏移振荡频率是可行的，且对特定认知表现具有因果性影响（图2）。 未来需通过脑刺激、神经影像、严谨实验设计和计算建模的结合，严格研究此处讨论的机制原理，最终通过大规模随机临床试验确定哪些协议对特定人群具有临床意义效果。6.
45410编辑于 2025-09-26- 来自专栏脑电信号科研科普
Brain Stimulation：神经振荡预测帕金森病脑深部电刺激效果
摘要背景: 神经振荡与帕金森病的症状有关。可以利用这种关系来优化深部脑刺激 (DBS)，例如通过通知设备或人关于刺激的最佳位置、时间和强度。到目前为止，振荡是否能预测单个DBS的结果还不清楚。 除了左旋多巴等药理学药物外，深部脑刺激 (DBS) 也用于帕金森氏病的对症治疗。DBS的常见目标结构是丘脑底核 (STN) 它通过基底神经节皮质环与苍白球、丘脑和几个皮质区域相连。 它与蒙特利尔神经研究所 (MNI) 的空间对齐，允许网格分成自动解剖标记 (AAL) 图集中定义的30个区域的超集。补充材料表S2提供了这些区域的详细信息。 HFO谱以sHFO峰为主，如先前针对药物关闭状态 (图2C) 所述。相干光谱包含强 α 峰，这些峰普遍存在，但在STN同侧的颞部区域最为明显 (图2D)。 刺激是否可以达到相关的解剖学联系可能与DBS的临床效果有关，但与患者的运动状态关闭刺激无关。根据定义，STN-皮质相干性携带有关功能连通性的信息。
92040编辑于 2023-01-04 Neuron:优化超声神经调控以实现行为和生理的无创控制
BNST 神经元在任何 PRF 下均未显示出激活，但在 20Hz 刺激后的刺激后阶段出现了显著下降，这与 CMT 相似（图 2B）。 然而，在血容量最初的峰值之后，我们观察到在 3 分钟的刺激间隔期间血容量持续下降（图 5G）。环氧化酶 1 和 2（COX1/2）双向地将大脑活动与血管动力学联系起来。 为了研究这种可能的联系，我们在注射布洛芬（30mg/kg）或生理盐水后检查了 CMT 中的血容量和神经活动，因为布洛芬是一种有效的 COX1/2 抑制剂。 虽然神经活动没有明显变化，但血容量的下降被消除了（图 5H和 5I），这表明强烈的 FUS 激活可以通过经典的 COX1/2 信号传导驱动持久的神经血管反应。 图5 FUS 诱导环氧化酶依赖性血管收缩和深部脑冷却为了研究这种现象是否与不同脑区观察到的神经活动差异有关，我们在对 DMH、LC 和 BNST 进行优化刺激后测量了血容量。
81710编辑于 2025-04-03- 来自专栏脑电信号科研科普
重磅综述：阿尔茨海默病的神经振荡和脑刺激
2.静息态脑振荡 将脑振荡作为EEG/MEG记录的共同特征的研究对理解神经交流和皮层连通性起重要作用。 ），和前额区的高频beta2（24-30Hz）和gamma波活动。 图2 展示了对aMCI、AD和同龄对照组的rsEEG频谱分析，包括delta、theta、alpha、beta1和beta2振荡。 几种神经递质系统有助于皮层振荡的产生和同步化。 DBS是一种侵入性神经调节外科技术，包括植入式脉冲发生器对特定脑区进行慢性电刺激。研究表明，DBS通过增强突触可塑性调节局部神经元活动和刺激神经元回路的重组。 经颅电流刺激（tCS）是一种亚阈值神经调节技术，包括直流电刺激（tDCS）和交流电刺激（tACS）。
2K10编辑于 2022-01-13 - 来自专栏AI科技评论
血虐人类天梯玩家，DeepMind星际2 AI现身Nature
这样的水准直接参加星际 2 天梯比赛可谓是「炸鱼」般的存在，一路被血虐的人类玩家不知道有没有怀疑过自己到底碰上的是 AI 还是职业选手（笑）。 一月的比赛中，AlphaStar 会建造大量工人，快速建立资源优势（超过人类职业选手的 16 个或 18 个的上限） 一月的比赛中，AlphaStar 控制的两个追猎者黑血极限逃生 AlphaStar 和人类职业选手的一些测试比赛对局，并解释了许多 AlphaStar 中重要的技术原理，包括： 模型结构 - AlphaStar 使用的是一个长序列建模模型，模型从游戏接口接收的数据是单位列表和这些单位的属性，经过神经网络计算后输出在游戏中执行的指令 这个神经网络的基础是 Transformer 网络，并且结合了一个深度 LSTM 网络核心、一个带有指针网络的自动回归策略头，以及一个中心化的评分基准。 首先，星际 2 是一个不完全信息游戏（博弈），战争迷雾隐藏了对手的许多信息，AI 需要具有探索、记忆甚至推测的能力才能获得更好的表现。
86520发布于 2019-11-07 - 来自专栏脑机接口
首例植入配备 BCI 的神经刺激器的患者恢复手臂功能
该神经刺激系统正在与瑞士生物医学研究中心Clinatec开发的无线脑机接口配对使用，有可能让病人通过自己的意念来控制脊髓刺激器的输出。 当瘫痪病人想要移动上肢时，脑机接口会收集大脑信号。 然后，它的人工智能算法会将这些信息传递给ARC-IM脊髓刺激器，从而刺激神经，使手臂、手掌或手指产生所需的运动。 (Onward Medical） 周三，Onward宣布，首例植入配备 BCI 的神经刺激器的患者恢复手臂功能。这是组合系统的一个版本，专门用于恢复手臂、手指的运动。 ARC-IM系统包括一个导联和一个神经刺激器。导线沿着脊髓放置，在神经刺激器的作用下，电极阵列会发出轻微的电脉冲，刺激背根，背根负责在外周神经系统和中枢神经系统之间传递感觉信息。 然后借助人工智能算法解析出这些信号背后的意图后，它将信息传递给ARC-IM设备，ARC-IM设备应该会刺激神经到足以引起手臂、手或手指的预期运动。
70130编辑于 2023-09-29 - 来自专栏MyBlog
通过人工大脑刺激来检测神经网络中的后门
他们观察到，触发器加到输入上，会使得模型的某些神经元表现异常，利用简单的异常检测方法，就可以找出这些过度激活的神经元并且裁剪掉。 新的方法 首先给出两个观测： 成功的后门攻击会产生“被危害的”神经元 这些有害神经元表征了一个子空间，该空间割裂了整个空间 第一个观测和NC的基本一致，即触发器会引起一些神经元表现异常。 找到这些候选的有害的神经元之后，便需要确定是否的确是有害的神经元，于是，作者通过反向构造触发器，通过验证该构造的触发器的有效性，来判别是否是有害的神经元。 该工作使用的是梯度下降的策略 损失函数为 其中所有的权重 ， 是该候选神经元的激活值， 是候选神经元激活值和其他神经元激活值的差异, 是触发器的区域， 刻画原图和加触发之后的相似程度。 (image-6816b2-1619265304679-3)] 然后我们来看看计算的时间代价 ?
1.2K20发布于 2021-04-27 仿真驱动迷走神经刺激器：设计、优化与安全验证全流程
在神经调控领域，迷走神经刺激（VNS）被广泛应用于多种疾病的治疗。然而，如何在复杂的颈部解剖结构中精准靶向迷走神经，同时保证植入物的长期安全性，是器械设计中极具挑战的难题。 本文将详细拆解一个完整的迷走神经刺激器仿真工作流，看看如何借助Sim4Life平台，通过多物理场仿真完成从多尺度建模、电磁优化到安全验证的全过程。 通过计算募集曲线，团队确定了刺激电流与定义的募集和传导阻滞水平之间的对应关系。结果显示，施加电流与光纤激活之间呈现非线性关系，这直接反映了神经内部场梯度的空间异质性。 热仿真结果表明，最高温度上升发生在电极周围区域，并逐步扩散到神经及周围组织（如肌肉），温度分布随距离刺激部位的增加呈径向下降。 优化的目标是识别出更优越的电极设计——在最大化刺激效果的同时，降低组织加热和香农（Shannon）电化学损伤标准等风险指标。
10300编辑于 2026-09-01- 来自专栏云深之无迹
Stimjim，一个开源、低成本、双通道、隔离式神经电刺激器
（这是最简短的性能参数，有人问，这个电流会不会太小了，emmmm，我们在做神经调控不是在杀人！） 开始逼逼～～～ Stimjim，一个开源、低成本、双通道、隔离式神经电刺激器；把 函数发生器 + 电压输出 + 电流输出 + 隔离 + 输出监测 做进一个开源硬件平台里；因为神经电刺激实验需要精确的电压或电流刺激 50 MHz 带宽示波器上测 100 ms 段得到的，如果把电流模式下的输出电压噪声换算为电流噪声： 峰峰值约： 所以对于几十微安到几百微安的神经刺激脉冲，这个噪声水平通常还能接受；但是对于你之前研究的低噪声精密信号链 PCI-6110，以 2 MHz 采样率记录输出。 隔离层 Stimjim 每个通道都有独立隔离电源和数字隔离，这个非常值得借鉴；刺激输出不能让 PC、USB、示波器地线直接参与刺激回路，可以设计成： 地刺激通道地 多通道之间也可以隔离： 电流输出层 如果目标是神经刺激
51110编辑于 2026-06-04 - 来自专栏思影科技
FNIRS研究：陌生气味竟可以引发新生儿的疼痛感受
总之，早产新生儿和足月新生儿在暴露于能引起疼痛的陌生气味中后三叉神经会表现出一定的敏感性，从而影响新生儿大脑神经环路系统。 【注解：将早产儿暴露于由保健品释放的气味中时，会引发交叉神经系统和嗅觉系统的反应。众所周知，刺激成人的鼻粘膜会使之感觉到疼痛。】 具体做法是在距离婴儿鼻孔1cm处分别随机放置长度为20cm在密闭瓶中浸泡过不同溶液的棉花棒，棉花棒的放置时间为10秒，不同气味刺激之间的时间间隔是2分钟。 左图代表的是在稀释的洗手液气味条件下HbO2和HHb在左侧嗅觉皮层的变化，右图代表的是HbO2 和HHb在右侧次级感觉皮层中的变化，灰色的区域横坐标代表刺激呈现时间，垂直条形图代表的95%的置信区间。 4分之间的婴儿被试HbO2的变化值，灰色区域代表的是刺激呈现时间(10S)。
1.5K80发布于 2018-03-26 - 来自专栏思影科技
大话脑影像之二十四：任务态分析方法总汇——你还停留在单变量的激活时代吗？
他在给予受试者视觉刺激的前后各了做一次脑血容量（CBV）的造影，然后将两次所得的脑血体积影像进行相减，就清楚地观察到了有视觉刺激时局部脑血体积在视皮层的增加。 第一，我们必须清楚，fMRI的信号变化是由于血液动力学和代谢调节相关的神经活动引起的，Bold的反应主要反映的是驱动神经元活动的突触输入，而不是它们的信息输出，因此，通过对输入刺激的观察可以模拟大脑神经元的突触输入活动 在图2中，我们对每个被试都进行了四个run的扫描（实际操作中应保证尽量多的数据信息），每个run中都呈现A、B两种刺激（Block或Event设计都可以），我们的目的是通过MVPA方法可以找到大脑中能够对 2. 因为MVPA方法只能够帮助我们解读大脑是如何对这些刺激做出反应的，但我们仍旧不清楚系统神经科学的三个主要研究分支:脑活动测量、行为测量和计算建模之间的定量关系。
4.3K11发布于 2020-02-24 - 来自专栏信数据得永生
灵界的科学丨五、心灵与意识的科学奥祕
，而是发生在神经元内担任骨架功能之微管束（microtubule）的物质进入有序的量子状态。 脑神经细胞壁是由许多可形成量子穿隧效应[1]的微管束组成，当感官受到刺激输入时，便会产生有序的量子状态，而且是不同量子状态的叠加态（superposition state）[2]。 我认为意识在大脑里是一个量子现象，就像神经微管束耦合[1]进入宏观的量子状态，可以用复数函数来描述。 荣格的第二人格以佛教唯识论来说，就是第六识是学习得来的，大脑的神经网路连结随着时间从文化、教育、环境学习到的经验刺激逐渐增加或修改网路而变得越来越复杂，大量的记忆、逻辑、知识经验均埋藏在网路之中。 每当外界对五官的刺激送入大脑，大脑开始理解思考与经验对比做出判断、付诸行动，这时大脑神经放电所形成的网路形成一个三度空间的几何架构。
3.4K21编辑于 2022-11-24 - 来自专栏脑电信号科研科普
治疗性经颅磁刺激后大规模脑电图神经网络的变化
两个乳突通道不包含神经数据移除，分析留下的61个通道。 神经成分通过两个标准进行识别：由ICLabel（v1.2.3）标记为“大脑”的成分，以及定位于大脑内的残差<为15%的成分，去除非神经的人工成分。 3.4 与经颅磁刺激治疗相关的微观状态变化重复测量混合模型的结果显示，时间主效应在MS-2和MS-3上显著，表现为MS-2增加和MS-3减少。 在TMS应答者中，MS-2的增加和MS-3存在减少可能同样反映了这种DMN的重新校准。这些神经调节诱导的微观状态变化可能暗示了一种共同的目的性抗抑郁机制。 2）数据预处理导致的误差。由于记录的数量和微观状态分析的性质，我们使用了大量自动化的清洗方法，具有严格的伪影抑制，但代价可能是消除真正的神经信号。
96930编辑于 2022-10-23 - 来自专栏思影科技
前庭电刺激（GVS）的数据分析及在神经康复中的应用
我们以信号处理为重点，概述了目前神经康复中的GVS使用现状，包括一般的刺激设计，与神经影像学数据的并行分析，以及对未来方向的建议。 它可以通过三种主要的技术来应用:1)经颅磁刺激;2)电刺激，如经颅电刺激(tES)和GVS;3)经颅聚焦超声(tFUS)。 GVS的一个有趣的方面是，刺激的实际形式可以深刻地影响大脑的反应(图2)。可修改的刺激参数，包括信号类型、频率和电流强度。然而，与其他NIBS技术类似，在大多数刺激下，GVS的效应相对温和。 GVS-神经影像分析 并行GVS-神经成像技术是描述刺激效应的重要工具，尽管它们不像其他NIBS方法那样普遍。 功能磁共振成像分析 fMRI的血氧水平依赖反应(BOLD)可测量由脑活动引起的相对血流动力学变化，具有无创、安全、高空间分辨率和全脑覆盖等优点。
3K20编辑于 2022-02-28 - 来自专栏量子位
DOTA 2血虐人类的OpenAI，原来靠的是作弊？
两周前，AI战队OpenAI Five还处在DOTA2击败人类的得意中； 两周后，它就陷入了作弊疑云。 美国媒体Motherboard指出了OpenAI Five在这场人机大战中的几个可疑之处。 △ DOTA2中文官网的英雄目录 目前DOTA2中有115位英雄，然而，在8月6日早上（北京时间）的人机大战中，由于OpenAI Five还没有学会这么多英雄，所以整场比赛只有18个英雄可供选择。 大概，在依靠视觉这一目标达成之前，不管AI解锁多少英雄、多少物品，赢过多少顶级人类选手，也不能算是称霸DOTA 2。 我用鼠标，你却用意念 输出也同样不公平。 另外，Riedl在深知这些的情况下，依然认为在DOTA2 5v5团战中战胜人类，是非常了不起的成就。 他看到，AI游刃有余，只要对手所处的位置不利，便可瞬间发动攻击。 毕竟，神经网络与人脑之间依然存在很大的差别，对人类来说自然而然的事，机器也要一点一点学起来。 这样想来，虽然比赛是在严格控制的环境下进行的，AI也算赢得漂亮。
1.3K20发布于 2018-09-29 脑机接口与神经调控：高通量信号解码、闭环自适应刺激与神经伦理合规验证实战
60字符/分钟；美敦力发布新一代Percept PC+闭环DBS系统，首次集成fNIRS血氧反馈，在帕金森病患者中实现症状波动自动补偿，异动症发生率降低45%；更关键的是，国家药监局联合卫健委于2026 传统“离线训练+开环刺激”研发模式被“在线自适应解码-生理反馈闭环调控-长期生物界面稳定性”新范式取代——不再依赖每日重新校准，而是由迁移学习算法在神经可塑性变化中持续追踪用户意图；不再满足于固定参数刺激 四、硬核实战2：闭环安全神经调控与长期生物界面验证平台让刺激“调得准、守得住、用得久”，让植入体“融得进、衰得慢、证得清”。 对策 ：FiLM调制注入神经状态嵌入；自监督更新仅用高置信度样本；目标重校准<1次/月。铁律2：闭环必须“安全包络”，不能自由优化坑 ：算法追求最大症状抑制，触发癫痫样放电。 当硅基电路直接对话碳基意识，这场神经革命的胜负手不在于谁的通道更多，而在于：谁能让解码器在大脑的可塑洪流中始终锚定意图 ——状态感知与自监督学习赋予算法穿越神经变迁的确定性；谁能让刺激在脆弱的神经网络中始终守护安全
29110编辑于 2026-09-04NeuroImage|在视觉感知过程中对枕叶皮层的经颅电刺激改变了BOLD活动的幅度：一种tES-fMRI方法
背 景 本研究的目的是探讨视觉皮层中的血氧水平依赖（BOLD）信号变化，是否可以作为反映经颅电刺激（tES）在线和离线效应的生物标志物。 同时，也进行了控制实验，使用了假刺激以及另一种电极布置。 研究方法 16名健康成年志愿者报名参加本研究。刺激电极（OZ 、CZ）直流电刺激电流1mA。交流电刺激电流峰峰值2mA，频率10Hz。 Run 3 vs Run 1 评估在线效应Run 2 vs Run 4 评估离线效应。 图2 结果经颅直流电刺激（tDCS）与伪刺激的结果 在线效应：与经颅直流电刺激（tDCS）不同，tACS 没有在刺激期间（即“在线”效应）对皮层产生显著影响。 关于BOLD fMRI的基本机制，与直觉预期相反，BOLD信号的增加或减少主要对应于神经微回路中的兴奋-抑制平衡的变化，而不是局部神经放电率的改变（Logothetis, 2008）。
68110编辑于 2025-01-10- 来自专栏量子位
蚊子凭啥只咬你？他们用5年造出一批“脑子发光”的蚊子，终于搞懂背后机制丨Nature
利用CRISPR技术，研究人员可以对蚊子大脑中的神经细胞进行基因编辑，让它们在被刺激时能够发出荧光。 如下是对蚊子初级嗅觉脑区进行标记的结果。 这样一来，研究人员就能在蚊子嗅到不同气味气体时，直观看到大脑中嗅小球的刺激变化。 在用人类气味、老鼠气味和羊气味分别刺激蚊子后，他们发现，有一个特殊的嗅小球H只对人类气味敏感（下图绿色箭头所指）。 因为基因编辑涉及神经细胞，这很容易影响蚊子的神经系统，导致它们很难存活下来。 为此，研究人员需要培育大量蚊子以供实验筛选。 这次他们pick了埃及伊蚊作为研究对象。 而众所周知，蚊子是要吸血才能长大的，怎么给它们喂血就是个问题了。 一种方法是拿“动物血+塑料膜”来模拟人类皮肤，当把血液加热到体温时，蚊子就可能来吸血了。 但问题是埃及伊蚊本身不喜欢动物血啊。 这篇论文中，研究人员共使用了16个人、2只老鼠、2只松鼠、2只鸟、1只绵羊和4只狗的气味。 先来看人类气味收集的部分。
80810编辑于 2022-05-23 - 来自专栏脑电信号科研科普
Nature子刊：生命的最初几个小时内可快速学习音位辨别—基于fNIRS研究
利用功能近红外光谱，我们检测了出生5小时后随机接触前和后元音 (T1时间点） 和在此之后2小时 (T2时间点）再次接触所发生的神经可塑性变化。 实验组的新生儿接受了与T1和T2测试相同的刺激训练，与不接受训练的对照组相比，实验组婴儿在T1时前元音与后元音的血流动力学反应潜伏期更短，且在额下回区域差异最大，在T2神经活动差异增加，在颞叶上部和左侧顶叶下部最明显 不同条件下氧血红蛋白浓度的变化－由于婴儿特定脑区的血氧函数是随时间变化的，所以本研究并没有采用经典的血氧函数GLM模型，而是使用血红蛋白和脱氧血红蛋白波形（即平均幅值和潜伏期）来做简单测量。 连续的Δ[HbO]和Δ[Hb]数据在刺激开始前2秒开始到结束前20秒后被epoch并基线校正。本研究关注的重点是Δ[HbO]，因为它最好地反映了神经激活。 研究结果表明，区分前元音和后元音需要神经有效性的变化，从而伴随潜伏期的变化，这与成人功能磁共振成像中观察到的血氧水平依赖信号的时间过程的变化是一样的原理。
1K20编辑于 2022-12-20 - 来自专栏思影科技
读文万卷030期：功能磁共振功能连接应用于青少年神经发育；静息态fMRI在阿尔茨海默症患者分类的应用
(2)宽带信号的表示能够在IC区域引起更高的FFR包络信号中S-R相干系数的降低 (3)在窄带信号和宽带信号中引入双耳接受信息的时差不会影响IC区域的刺激-反应的相干系数，但对于AC区域的刺激-反应的 神经基质或称“疼痛基质“是大脑中司掌疼痛的皮层区域网络，由对身体的疼痛刺激所激活。在人类与小鼠上人们已经广泛使用基于血氧信号（BOLD）的功能磁共振成像技术进行研究。 在这里，研究结果表明基于明显的体感刺激产生的血氧信号响应容易在平均动脉血压（MABP）的变化，而非神经活动。实验发现在功能磁共振成像中对小鼠施加的标准电刺激可以诱导平均动脉血压的实质性升高。 比较有趣的是在没有体感刺激下，由药物诱发的平均动脉血压变化时，神经基质中产生的响应与电刺激下的模式十分相似。这引发了我们对小鼠fmri研究的思考。 在研究动物对于疼痛刺激下发现的某些位置的血氧激活的差异或许是由于神经基质与引流大静脉共同导致的结果。
1.1K30发布于 2020-07-30
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