了解非侵入性耳迷走神经刺激对脑电图和 HRV 的影响

经耳迷走神经刺激 （taVNS） 是一种最新的神经调控技术，不需要手术，并利用放置在耳廓或耳屏上的非侵入性刺激装置。因此，它对患者来说更容易获得和安全¹.近年来，taVNS领域迅速扩展，主要集中在临床试验上，这些试验展示了对各种病理状况的潜在治疗优势，包括癫痫、抑郁症、耳鸣、帕金森病、葡萄糖耐量受损、精神分裂症和心房颤动²。关于taVNS及其对中央和外围系统中枢和外围系统中生物过程的影响，有很多值得讨论的地方。理想情况下，生物标志物可能证明迷走神经的耳支受到刺激，影响颅内结构，并允许研究人员分析taVNS如何影响生理功能。然而，如果没有可靠的生物标志物，就不容易理解taVNS数据的含义以及如何有效地解释它们。

脑电图 （EEG） 是一种令人鼓舞的成像工具，可为 taVNS 提供生物标志物。它是一种非侵入性、可靠、廉价的方法来测量和量化皮质活动 ^3,4。在此过程之后，我们小组进行了系统评价，展示了 taVNS 可能影响皮层活动的基本细节，主要是增加较低频率（delta 和 theta）的 EEG 功率谱活动。然而，还检测到了较高频率 （alpha） 和与抑制任务相关的早期 ERP 组件变化的不同结果。发现研究之间的异质性很高;因此，更均匀、更重要和计划周密的研究对于就 taVNS 对 EEG³ 测量的大脑活动的影响得出更可靠的结论至关重要。在 taVNS 期间评估脑电图可以推进未来关于将这两种技术整合为移动、闭环、监测和非侵入性刺激工具以影响大脑振荡活动的研究⁴.

Alpha 不对称性评估大脑半球之间的相对 α 带活动，尤其是额电极处的相对 α 带活动，是一种经常研究的 EEG 生物标志物。以前的文献已经使用这种生物标志物来分析进近-退出假说 ^5,6，^该假设认为大脑的右额叶与退出行为有关。相比之下，左前侧与进近行为有关。由于 alpha 与低大脑活动有关，因此大脑左侧 alpha 的增加表明活动较低，并且可能表现出缺乏接近行为。这个概念有助于解释抑郁症患者左半球 α 带的一些结果⁷.此外，脑电图电极记录神经元群的活动，检查功能连接 （FC） 或大规模大脑网络的变化，例如默认模式网络 （DMN）^7,8。

在此基础上，定量脑电图可用于评估 taVNS 对大脑活动的影响;然而，需要更多的研究来系统地证明具体的指标和效果，这些指标和效果将突出通过迷走神经耳支的非侵入性刺激。

在外周，迷走神经和交感神经系统介导心脏的收缩和电功能⁹。这种调节促进了心脏的起搏器能力，并通过身体的生理表现（称为窦去极化）来控制心脏起搏器的能力。心率变异性 （HRV） 记录窦去极化每次心跳的变化，从而非侵入性地描述迷走神经对窦房结的影响¹⁰。鉴于此功能，HRV 已被视为和研究与个体健康状况以及发病率、死亡率和压力可能性相关的突出神经心脏功能生物标志物^11,12。

在 taVNS 的背景下，许多试验都记录了 HRV，并且被认为刺激可以调节 HRV ^9,11,12。考虑到 HRV 的降低通过交感神经系统的过度活动、炎症反应和氧化应激等机制与不同疾病的发病率和死亡率有关，taVNS 的迷走神经调节被认为直接影响 HRV 及其鼻窦调节^13,14。事实上，一些试验已经表明，taVNS 可以增加健康受试者的 HRV，从而支持这一假设^15,16。然而，仍然需要更好地理解不同的taVNS参数是否会对HRV产生不同的影响。

目前，还没有机理研究将该技术的taVNS神经网络和自主神经系统效应结合起来。因此，该协议旨在评估 taVNS 如何影响 EEG 指标和 HRV 并评估其安全性。此外，这还旨在确定可以影响对 taVNS 反应的预测因子。了解与taVNS反应相关的变量可以帮助设计未来的临床试验，以最大限度地提高这种干预措施的效果。