非侵入性脑刺激技术通过调节大脑活动，为神经精神疾病和神经病学疾病的治疗提供了有前景的新选择。然而，由于对其作用机制和最佳治疗方案了解有限，这些技术在临床前动物模型中的深入研究显得尤为必要。本文综述了目前关于非侵入性脑刺激在中枢神经系统损伤模型中的机制研究，重点关注创伤性脑损伤和中风，并分析了其潜在的转化能力。
经颅磁刺激
经颅磁刺激（TMS）利用磁场刺激特定的大脑区域，通过放置在头皮上的线圈传递磁脉冲，从而在大脑组织中诱导电流。单次经颅刺激会在大脑中产生随时间变化的电场，可能引发皮层神经元的动作电位。这种感应电场受组织导电特性的影响，在靶向皮层回的浅表部分和下层白质中最强。TMS主要针对兴奋性和抑制性神经元的轴突。个别轴突对TMS反应的可能性取决于其几何形状、髓鞘化程度以及与施加电场的空间关系和神经元的生理状态。
非侵入性脑刺激方法（基于磁刺激）
- 深部经颅磁刺激（dTMS）：通过专用线圈扩展传统TMS的能力，能够到达更深的大脑区域。
- 脑磁图引导的TMS：结合脑磁图和TMS，提供目标干预，提高治疗效果。
- TMS-脑电图（EEG）：整合EEG与TMS，实现实时调整刺激参数，增强治疗效果。
经颅直流电刺激
经颅直流电刺激（tDCS）使用恒定、低强度电流通过头皮上的电极调节神经元兴奋性。tDCS的效果受多种参数影响，如电流强度（通常在0.5到2 mA之间）、刺激持续时间、电极大小、位置、电极间距离和极性。短时间使用被认为是安全的，但长期重复使用的安全性尚需进一步研究。
非侵入性脑刺激方法（基于电流刺激）
- 经颅交流电刺激：利用交流电调节大脑节律和神经振荡。
- 经颅随机噪声刺激：通过多频随机电噪声增强突触可塑性，改善认知功能。
- 时间干扰刺激：利用两个不同频率的高频交流电相互作用，形成低频包络，调节深部脑结构的神经激活。
- 经皮迷走神经刺激：通过皮肤刺激迷走神经，调节神经和自主功能。
超声波模式
- 经颅聚焦超声：利用超声技术进行目标脑刺激，显示出增强认知功能和调节大脑活动的潜力。
- 经颅脉冲超声刺激：利用聚焦超声波靶向和调节深部脑结构，促进神经可塑性变化。
本文综述了35项研究，其中包含30项中风试验和5项TBI试验。结果表明，TMS和tDCS在改善中风和TBI后的运动功能方面表现出显著优势。这些技术通过调节神经炎症、微血管完整性、神经元形成和凋亡反应等途径，促进了神经保护和功能恢复。此外，本文还讨论了如何通过先进的电生理测量和磁共振成像技术来桥接临床前和临床应用之间的差距。
总之，非侵入性脑刺激技术在神经康复领域展现出巨大潜力，但仍需进一步研究以优化其在临床实践中的应用。
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