Theta-TI比传统经颅时域干涉电刺激tTIS更有效吗

Burst-tTIS概述

Burst-tTIS定义：

Burst-TI 是指将Theta Burst Stimulation (TBS)模式与transcranial Temporal Interference Stimulation (tTIS)技术结合的一种新型非侵入性脑刺激方法。其通过两个高频电流（I₁ 和 I₂，频率差 Δf = 50 Hz）在脑组织内干涉，产生一个低频包络（50 Hz），该包络进一步被调制成 TBS 模式（5 Hz 的 burst，每个 burst 含 3 个包络）。

神经响应：每个包络可诱发一个动作电位，从而在目标肌肉记录到 MEP。

可塑性机制：通过 glutamatergic 和 GABAergic 系统的交互作用，以及 Ca²⁺ 动态变化，诱导 LTP 或 LTD。

iTBS 与 cTBS定义（图1）：

iTBS 和 cTBS 是两种特定的 Theta Burst Stimulation (TBS) 协议，最初是通过重复经颅磁刺激 (rTMS) 技术实现的。

iTBS (间歇性Theta脉冲刺激 -intermittent Theta Burst Stimulation)

模式：以2秒的刺激簇（包含10个burst，因为5Hz * 2s = 10）和8秒的静息期交替进行。总共重复20个循环（总计600个脉冲）。

效应：通常诱导长时程增强 (LTP) 样效应，即增强大脑皮层的兴奋性。在运动皮层表现为增加运动诱发电位（MEP）的幅度。

cTBS (连续性Theta脉冲刺激 -continuous Theta Burst Stimulation)

模式：连续、无间歇地施加刺激簇，持续40秒（总计600个脉冲）。

效应：通常诱导长时程抑制 (LTD) 样效应，即抑制大脑皮层的兴奋性。在运动皮层表现为降低运动诱发电位（MEP）的幅度。

核心思想：两者都使用相同的“基础材料”（50Hz的burst，以5Hz的节奏重复），但通过不同的时间模式（间歇 vs. 连续）来产生截然相反、双向调节的神经可塑性效应。

图1 iTBS以及cTBS刺激协议定义示意图

tTI-iTBS 与 tTI-cTBS：

tTI-iTBS 和 tTI-cTBS 其核心指的是使用经颅 Temporal Interference (tTIS) 技术来传递上述 iTBS 和 cTBS 模式。

tTI-iTBS（图2A）:使用tTIS设备产生一个间歇性的TBS模式的干涉电场。

tTI-cTBS:使用tTIS设备产生一个连续性的TBS模式的干涉电场。

图2 Burst-TI波形生成与生理响应验证

总结：图2通过理论合成和体内实测，证实了预调制tTIS技术能在脑内成功生成目标TBS波形，并且该波形能有效诱发同步的肌电反应，其响应强度与刺激强度成正比。

HUIYING

临床研究

研究方法：

动物：SD 大鼠，植入颅骨电极（2极布置）。

刺激协议：tTI-iTBS / tTI-cTBS / sham，强度为 RMT 的 80%。

记录：MEP 幅度变化（基线 vs 干预后）。

统计分析：非参数检验（Friedman + Dunn’s test）。

图3 实验装置与电极植入示意图

总结：图3展示了在大鼠颅骨上植入双套管电极的精确立体定位坐标、电极固定方式以及刺激与记录的整体实验配置，明确了半侵入式刺激靶点和EMG记录方案。

研究结果：

tTI-iTBS：15–30 分钟后 MEP 显著增强（LTP-like）。

tTI-cTBS：15 分钟后 MEP 显著抑制（LTD-like）。

与 tES-TBS 对比：效果无显著差异，但变异度更低。

Sham：无显著变化。

图4神经可塑性调控效果分析

Panel A:实验时间线图。清晰展示了实验流程：基线记录（-10 to 0 min）、干预（0 min, TBS或Sham）、干预后记录（0 to 30 min）。

Panel B:tES输入-输出曲线。箱式图展示了使用传统电刺激（tES）时，MEP振幅随刺激强度（100%-200% RMT）增加而增大，证明了实验系统本身的有效性和可靠性。

Panel C:tES-TBS调控效果。箱式图展示了经tES输送iTBS、cTBS和Sham后的MEP变化。iTBS表现出兴奋趋势（30min时显著），cTBS有抑制趋势但不显著。

Panel D:tTIS-TBS调控效果。箱式图展示了经tTIS输送iTBS和cTBS后的MEP变化。tTI-iTBS在15min后显著增强MEP，tTI-cTBS在15min后显著抑制MEP，Sham无效果。

总结：图4核心结果图。Panel D的结论最为关键：tTIS不仅可以传递TBS模式，还能成功诱导出预期的、双向的神经可塑性变化（LTP样和LTD样效应），其效果甚至比传统tES（Panel C）更显著和稳定。Panel A提供了结果解读的时间框架，Panel B是用于验证实验基础可靠性的对照数据。

HUIYING

总结

本研究成功地证明了 “Burst-TI” 技术的可行性。它不仅能精确生成TBS波形，还能有效诱导出双向、持久的神经可塑性变化。尽管当前方法存在局限，但它标志着tTIS技术从简单的“激活/抑制”工具向复杂的“神经环路重塑”工具迈出了关键的第一步。未来的工作将聚焦于将这一技术应用于多电极、非侵入性头皮贴附的设置中，以实现其无创精准调控深部脑区的终极目标，为治疗神经系统疾病开辟新的途径。

HUIYING

回映产品

产品1：便携式TI时域干涉经颅电刺激仪

便携式TI时域干涉经颅电刺激仪通过紧密接触于头皮的电极传导两路不同频率的高频脉冲电流(如：2000Hz和2010Hz),高频电流流经大脑表层和深部区域，并在脑深部干涉产生低频包络(如：10Hz),由于大脑神经元对高频(>1000Hz)电刺激不响应，所以位于大脑表层的高频电流并没有对大脑产生刺激效应位于脑深部的低频包络刺激大脑，实现无创地刺激大脑深部而不影响大脑皮层，即无创脑深部电刺激。

回映便携式时域干涉电刺激设备支持传统的tTIS时域干涉电刺激模式（基于正弦波），PWM-TI时域干涉电刺激模式（基于50%占空比方波），burst-TI时域干涉电刺激模式,细分为tTI-iTBS，tTI-cTBS两种模式（基于iTBS，cTBS).

适用范围：

能够应用于对老年痴呆、癫痫、帕金森、抑郁症等多种神经系统疾病治疗和神经科学研究的多个领域。

回映便携式TI时域干涉经颅电刺激仪设备示意图

产品2：48通道8脑区同步高精度经颅电刺激设备

回映电子科技院线级多脑区高精度经颅电刺激设备(MXN-48)是一款可8脑区/8人同步干预的高精度经颅电刺激实验平台。其已突破了Soterix对该技术的垄断(Soterix产品Soterix MXN-33 高精度经颅电刺激系统其之前是市面上唯一款可对不同脑区进行同步精确干预的设备)回映高精度经颅电刺激产品M×N-48其具有48个独立输出通道，每个通道的波形，强度等参数都可以独立设置，可以实现对8个不同脑区的同步干预，不同脑区的相位同步性<0.1°，大大增强了tES的神经调控效果。回映高精度经颅电刺激设备提供了两种不同的操作模式以供研究者选择——基础模式和自由模式。基础模式使用更加方便，设定简单；自由模式则允许导入自定义电流波形，功能更加强大。

回映自研 48通道8脑区同步高精度经颅电刺激设备

适用范围：康复医学：运动功能障碍、语言障碍、认知障碍、吞咽障碍、意识障碍、上肢肌张力障碍、卒中后抑郁、卒中后疼痛等精神病学：抑郁症、焦虑症、强迫症、物质成瘾、创伤后应激障碍﹑精神分裂症等儿童康复：脑瘫、运动功能障碍、注意缺陷多动障碍、孤独症、阅读障碍、语言发育迟缓等神经病学：睡眠障碍、耳鸣、慢性疼痛、帕金森病、纤维肌痛、慢性疼痛(脊髓损伤下肢)、阿尔茨海默病、单侧忽略﹑偏头痛、神经性疼痛等脑科学研究：记忆、学习、言语等

产品3：手持式高精度经颅电刺激HD-tES设备

回映便携式高精度经颅电刺激仪(HD-tES)创新地采用type-C转生物电极的设计使得产品能够非常便捷地被使用。回映便携式高精度经颅电刺激仪(HD-tES)通过多电极配置(1个中心电极和4个返回电极)实现高精度电流聚焦,精准刺激目标脑区。其核心优势在于通过缩小电极尺寸(直径12mm的环形电极)和增加电极数量,显著提升刺激的聚焦性和精准性。

回映HD-tES支持多模式刺激,覆盖多场景需求：HD-tDCS模式：调节皮层兴奋性,适用于中风康复、抑郁症干预等。HD-tACS模式：精准锁定脑电频段(如β-γ频段改善强迫症,4Hz增强工作记忆)适配认知障碍治疗等。HD-tRNS模式：HD-tRNS 对显式和隐式计时任务的影响不同,用于研究大脑的计时机制和时间处理能力等。

回映便携式HD-TES设备示意图

回映自研type-C转生物电极示意图

适用范围:神经系统疾病治疗，意识障碍和认知功能调节，康复治疗，运动和认知功能恢复。

产品4：便携式经颅强交流电刺激仪(Hi-tACS)

该设备采用非侵入性的10-30mA刺激电流直接刺激大脑区域，进而刺激大脑深部的神经核团、改变神经递质水平，影响脑电节律、改善脑区间的联络，从而增强脑功能，治愈疾病。