用于调节人类运动功能的非侵入性电刺激脑部电极布局

本实验的总体目标是演示初级运动皮层的定位以及电刺激电极的正确放置，以调节运动系统。该方法可通过有针对性地调节脑网络，改善运动功能或对抗运动障碍，从而有助于回答神经可塑性领域的关键问题。非侵入性电刺激的主要优势在于其操作简便，可作为床旁技术使用，且不会引起疼痛或不适。

这种脑刺激方法有助于深入了解运动系统的功能。该方法也可应用于其他感兴趣的区域，例如前额叶皮层或视觉皮层。对目标皮层区域的定位及电极放置进行可视化演示，对于这些实验的成功至关重要。

否则，电流可能无法到达预期的脑区，导致无效应或出现意外结果。首先，请受试者舒适地坐在椅子上。用电极准备膏擦拭受试者手部将要放置电极的区域，清洁皮肤。

用干净的纱布去除多余液体。将肌电图（EMG）表面电极以肌腹-肌腱组合方式连接至目标手部肌肉，并连接接地电极。然后，打开磁刺激器，通过按下相应的充电按钮为电容器充电。

将一个8字形的经颅磁刺激（TMS）线圈放置在受试者头皮的运动皮层区域。将TMS线圈与大脑半球间裂呈45至50度角放置，线圈手柄朝后。当磁刺激器充电完成后，可通过按压触发按钮、踩下脚踏开关，或通过软件程序自动放电来启动刺激器。

接下来，从低强度刺激开始，观察肌电图放大器上是否出现运动诱发电位（MEP）。若未见 MEP，逐渐增加刺激强度，直至清晰观察到 MEP。通过按压触发按钮重复刺激。

在施加单脉冲经颅磁刺激后，将线圈从初始刺激位点开始，以1厘米为步长在径向上移动，寻找运动诱发电位（MEP）反应最大的位点。随后，从此处再次移动线圈以确定热点位置。最后，使用非永久性皮肤标记笔标记热点位置及线圈的方向。

将导线连接至橡胶电极，并将电极放入海绵袋内。确保电极尺寸与海绵袋尺寸相匹配。用等渗氯化钠溶液浸湿两侧的海绵袋，但避免过度浸泡，以防形成盐桥或溶液滴落到受试者身上。

接下来，找到指示运动皮层热点的头部标记，并将该区域周围的头发分开。为提高导电性，使用浸有40%至50%酒精的棉签或皮肤准备膏清洁电极放置区域的皮肤。用棉签去除多余残留物，再用等渗氯化钠溶液再次清洁该区域。

之后将该区域擦干。将一个电极放置在目标运动皮层区域的头部标记处，并尽可能保持海绵与皮肤直接接触。对于单侧刺激，将第二个电极放置在对侧眶上区域。

或者，对于双侧刺激，将第二个电极放置在对侧运动皮层，位置依据研究中所用肢体同侧的头部标记确定。将所有电极导线置于受试者头部后方，以避免刺激过程中造成干扰，并便于连接无创电刺激设备或其他脑刺激（BS）设备。然后，用弹性绷带在头部位横向环绕缠绕两圈，覆盖电极部位，以固定M1区电极。

使用剩余的绷带从前向后环绕头部，以固定两个电极。用胶带固定绷带末端，并将导线用胶带固定在受试者的颈部或衣服上。最后，将电极导线连接到任意BS设备上。

首先开启任意BS设备。根据经颅随机噪声刺激的要求，调节任意BS设备的刺激类型、强度、持续时间、上升与下降斜率以及频率谱等参数。接着，向受试者说明与任意BS相关的潜在副作用。然后开始刺激，并在刺激强度上升阶段及整个刺激过程中，检查刺激的连续性。

如果在执行运动任务的同时施加任何脑刺激（BS），应在刺激强度逐渐升高且受试者已适应刺激后，再开始测试。最后，在刺激结束后，使用40%至50%的酒精对电极和海绵进行消毒，然后用清水彻底冲洗，并在存放前让材料完全干燥。

本方案描述了多种用于调节人类运动系统的非侵入性电刺激脑部的方法。此处展示了在初级运动皮层刺激后90分钟内皮层兴奋性的时间进程。需要注意的是，经颅随机噪声刺激（TRNS）对皮层兴奋性的影响与经颅直流电刺激（TDCS）相似。

在运动训练后的三天内，假刺激对照组的运动技能随时间显著提高，而每种any BS策略可进一步增强该效果。观看本视频后，您应能充分理解如何通过经颅磁刺激（TMS）定位初级运动皮层，以及如何为不同的any BS电极布局放置电极。一旦掌握，若操作得当，该技术可在10至15分钟内完成。

请务必注意，如果使用不当，磁性和电性脑刺激可能对人体造成伤害，因此在实施该操作前，必须对参与者进行安全筛查。