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近日，中國科學(xué)院自動化研究所腦網(wǎng)絡(luò)組與腦機(jī)接口北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制全球首款電池供電的可穿戴閾上重復(fù)經(jīng)顱磁刺激設(shè)備（rTMS），相關(guān)成果已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。

可穿戴rTMS設(shè)備的成功研制是精神疾病治療領(lǐng)域（抑郁癥、腦卒中、成癮等）的一項(xiàng)重大突破，它將為患者帶來更便捷、更有效的治療選擇，實(shí)現(xiàn)家庭、社區(qū)治療，同時也為腦科學(xué)研究提供了新的工具。

團(tuán)隊(duì)突破了輕量級磁芯線圈設(shè)計和高功率密度高壓脈沖驅(qū)動技術(shù)兩大難題。輕量級磁芯線圈設(shè)計將TMS的單脈沖的能量損耗降至傳統(tǒng)商用rTMS設(shè)備的1/10以下，最大功率由10 kW降至800 W，同時刺激強(qiáng)度和線圈重量維持不變；高功率密度高壓脈沖驅(qū)動技術(shù)將驅(qū)動器的功率密度提高至傳統(tǒng)商用rTMS設(shè)備的10倍以上，將主機(jī)的重量由55公斤降至3公斤，并由電池供電，實(shí)現(xiàn)全場景的可穿戴應(yīng)用。

在人體試驗(yàn)中，該設(shè)備成功誘發(fā)了手部和腿部的運(yùn)動誘發(fā)電位（MEP），首次在自由行走過程中實(shí)現(xiàn)了rTMS神經(jīng)調(diào)控，揭示了中樞神經(jīng)系統(tǒng)和不同肢體肌肉活動之間的動態(tài)相互作用。

可穿戴rTMS設(shè)備在臨床和科研中具有巨大的應(yīng)用潛力。一方面，它為抑郁癥等神經(jīng)精神疾病的治療提供了全新場景的解決方案，實(shí)現(xiàn)患者隨時、隨地、隨身的使用，顯著擴(kuò)大受眾群體，降低就醫(yī)成本并提高治療依從性。另一方面，該設(shè)備為研究自然場景下腦功能的動態(tài)變化提供了全新工具，有助于因果地驗(yàn)證自由運(yùn)動過程中不同腦區(qū)的功能。此外，可穿戴的rTMS設(shè)備未來可與腦電、近紅外等非侵入式腦信號檢測技術(shù)結(jié)合，讓閉環(huán)腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室走向真實(shí)場景的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。

該論文的共同第一作者為腦網(wǎng)絡(luò)組與腦機(jī)接口北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的戚自輝副研究員和劉浩高級工程師，蔣田仔研究員為通訊作者。論文的主要合作者包括左年明研究員、宋明研究員、樊令仲研究員、楊正宜副研究員、金芳助理研究員以及王一航、盧雪峰工程師等。該研究得到了國家科技創(chuàng)新2030—“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

論文信息：Qi,Z.,Liu,H.,Jin,F. et al. A wearable repetitive transcranial magnetic stimulation device. Nat Commun 16,2731 (2025).

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可穿戴式重復(fù)經(jīng)顱磁刺激

來源：中國科學(xué)院自動化研究所