使用具有高清晰度颅内直接电流刺激的 3D 数字化仪确定刺激位置

颅内直流刺激（tDCS）是一种非侵入性技术，可调节头皮上弱直流的皮质兴奋性。它的目的是确定神经兴奋性与健康人的行为之间的因果关系^1，2，3。此外，作为一种运动神经修复工具，tDCS广泛用于治疗帕金森病、中风和脑瘫^4。现有证据表明，传统的基于垫的tDCS通过一个相对较大的大脑区域^5，6，7产生电流。高清晰度颅内直流刺激（HD-tDCS），中心环电极位于目标皮质区域上，由四个返回电极^8、9包围，通过四环区域^5、10增加焦距。此外，HD-tDCS引起的大脑兴奋性变化比传统的tDCS^7、11产生的变化幅度更大，持续时间更长。因此，HD-tDCS在研究^7、11中得到了广泛的应用。

非侵入性脑刺激（NIBS）需要专门的方法，以确保一个刺激位点存在于标准的MNI和Talairach系统^12。神经导航是一种技术，允许映射颅内刺激和人脑之间的相互作用。其可视化和3D图像数据用于精确刺激。在tDCS和HD-tDCS中，头皮上刺激部位的常见评估通常是EEG 10-20系统^13，14。该测量广泛用于在初始阶段13、14、15中放置tDCS垫片和光片支架，用于功能性近红外光谱（fNIRS）。

在使用 10-20 系统时确定精确的刺激点可能很困难（例如，在节拍-波天交点 [TPJ]中）。解决这个问题的最好办法是使用磁共振成像（MRI）从参与者那里获得结构图像，然后通过使用数字化产品¹⁵将目标点与其结构图像进行匹配，从而获得精确的探针位置。MRI提供了良好的空间分辨率，但使用15，16，17是昂贵的。此外，一些参与者（例如，那些植入金属的人、幽闭恐惧症患者、孕妇等）不能接受MRI扫描仪。因此，非常需要一种方便、有效的方法来克服上述限制，提高确定刺激点的准确性。

该协议使用 3D 数字化仪来克服这些限制。与 MRI 相比，3D 数字化仪的主要优点是成本低、应用简单和便携性。它将个人的五个参考点（即Cz、Fpz、Oz、左前视点和右前视点）与目标刺激点的位置信息相结合。然后，它在受试者的头部产生电极的3D位置，并通过配合结构图像^12、15中的大量数据来估计其皮质位置。这种概率配准方法能够在MNI坐标系中显示颅内映射数据，而无需记录主体的磁共振图像。该方法产生解剖自动标签和布罗德曼区域^11。

3D数字化仪，用于根据结构图像的数据标记空间坐标，首先用于确定fNIRS研究中光子的位置^。对于使用 HD-tDCS 的用户，3D 数字化仪可打破 EEG 10-20 系统的有限刺激点。四个回归电极和中心电极的距离是灵活的，可以根据需要进行调整。当使用3D数字化仪与该协议时，获得rTPJ的坐标，这超出了10-20系统。还显示了靶向和刺激人脑右节拍-腹腔结 （rTPJ） 的程序。