Методическая статья

Магнитно-резонансная томография: временная интерференциальная стимуляция фастигиального ядра мозжечка у пациентов с инсультом для поддержания равновесия

DOI:

10.3791/70982

⸱

15 мая 2026 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Rehabilitation Medicine Center and Institute of Rehabilitation Medicine, West China Hospital, Sichuan University, 2Key Laboratory of Rehabilitation Medicine in Sichuan Province, West China Hospital, Sichuan University, 3The Key Laboratory of Biomedical Information Engineering of Ministry of Education, Institute of Health and Rehabilitation Science, School of Life Science and Technology, Xi’an Jiaotong University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол описывает стандартизированный подход с помощью магнитно-резонансной томографии временной интерференциальной стимуляции, предназначенный для селективного воздействия на мозжечковое фастигиальное ядро у пациентов с инсультом. Обеспечивая анатомически точную и воспроизводимую нейромодуляцию глубокого мозжечка, этот метод стремится улучшить контроль осанки и восстановление равновесия.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Нарушения моторики нижней части конечностей и равновесия — распространённые нарушения после инсульта. Хотя неинвазивная стимуляция мозга показала перспективы как дополнение к нейрореабилитации, она всё ещё ограничивается поверхностными корковыми областями, а не глубокими мишенями мозга, такими как мозжечковое фастигиальное ядро, которое способствует контролю осанки и моторной координации. Временная интерференционная стимуляция представляет собой новую стратегию неинвазивной стимуляции мозга с целью воздействия на глубокие нейронные структуры. Он подаёт два высокочастотных электрических поля с немного разными несущими частотами через кожу головы. Вычислительные модели и ранние экспериментальные исследования показывают, что временная интерференционная стимуляция может предпочтительно модулировать глубокие мишени, одновременно снижая стимуляцию поверхностных тканей. В этом исследовании мы вводим стандартизированный, управляемый изображением протокол стимуляции временной интерференциальной стимуляции мозжечкового фастигиального ядра у пациентов с инсультом. Протокол сочетает высокоразрешающую структурную магнитно-резонансную томографию, индивидуализированное моделирование электрического поля и вычислительную оптимизацию для проектирования специализированных монтажей электродов, ориентированных на ядро мозжечка. Этот протокол предоставляет воспроизводимую основу для изучения глубокой нейромодуляции мозжечка и может поддерживать будущие механистические и реабилитационные исследования послеинсультной моторной и равновесной дисфункции.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Нарушения моторики и равновесия нижней части конечностей — одни из самых распространённых дисфункций после инсульта. Эти нарушения остаются серьёзными проблемами для клинической реабилитации. Несмотря на достижения в традиционных методах реабилитации, восстановление контроля осанки и походки часто бывает неполным. Поэтому неинвазивная стимуляция мозга (NIBS) была исследована как перспективный подход к восстановлению после инсульта. Клинические исследования, включая рандомизированные контролируемые исследования, показывают, что такие методы, как повторяющаяся транскраниальная магнитная стимуляция (rTMS), могут улучшить показатели Фугля-Мейера в нижних конечностях и балансировать шкалы у пациентов с хроническим инсультом, модулируя нейронные сети, участвующие в моторном контроле 1,2,3.

Мозжечок является центральным для контроля и равновесия осанки, при этом ядро фастигиального (FN) служит критическим глубоким выходным ядром. FN получает сенсорный сигнал от вестибулярной системы и спинного мозга, регулируя активность мышц туловища и проксимальной конечности через вестибулоспинальные и ретикулоспинальныепути 4. Благодаря этим связям FN способствует стабильности тела как в статических, так и в динамических состояниях, таких как ходьба. Доклинические результаты на животных моделях показали, что прямая стимуляция ФН способствует неврологическому восстановлению, снижает ишемическое повреждение мозга и поддерживаетнейропластичность 5,6,7,8. Эти результаты подтверждают FN как биологически значимую цель, но не подтверждают эффективность у человека. Однако этот подход инвазивен и требует хирургического вмешательства у людей, с потенциальными рисками, включая кровоизлияния, инфекции и осложнения, связанные с аппаратным оборудованием.

Традиционные методы NIBS, такие как транскраниальная стимуляция постоянного тока (tDCS) и rTMS, в основном модулируют поверхностные кортикальные области и обеспечивают ограниченную пространственную селективность для глубоких мозжечковыхтаргесов 7. Временная интерференционная стимуляция (TI) была предложена как неинвазивная альтернатива для модуляции этих более глубоких структур9. Введённый группой Гроссмана, этот подход применяет несколько килогерцовых токов через кожу головы для создания амплитудно-модулированного электрического поля вмозге 9,10. Критически важно, что эта модуляция не ограничивается глубокими областями, а распределена по всей головке, при этом её величина меняется в зависимости от конфигурации электрода и индивидуальнойанатомии 9,11. Вычислительные исследования и первые исследования на людях показывают, что пиковую модуляцию можно эффективнее смещать в сторону более глубоких структур, чем традиционная транскраниальнаястимуляция 10,12. В то время как ранние мышиные модели предполагали прямую нейронную активациюгиппокампа 9. Последующие исследования дополнительно подтвердили потенциал стимуляции TI для модуляции моторной функциичеловека 13,14,15 . Основной принцип этой техники иллюстрируется на рисунке 1. Однако точные механизмы, достижимая степень селективности и окончательная клиническая эффективность временной интерференциальной стимуляции остаются предметом активного исследования. Исследования на людях всё больше распространяют эти результаты на клинические условия. В частности, стимуляция TI показала потенциал для улучшения памяти, нацеливаясь на гиппокамп у здоровых пожилых людей и пациентов с когнитивнымирасстройствами 10. При моторной дисфункции также сообщалось, что он модулирует стриатум и улучшает моторное обучение икоординацию 16. Хотя эти результаты обнадёживают, основные механизмы, степень селективности и долгосрочная клиническая эффективность стимуляции TI остаются неясными.

Хотя стимуляция TI предоставляет подход на основе моделирования для глубоких целей, для человеческого применения остаётся несколько ключевых проблем. В этом протоколе индивидуальная анатомическая вариабельность решается с помощью высокоразрешающей структурной МРТ для построения моделей головы, специфичных для субъекта. Размещение электродов оптимизируется с помощью вычислительного моделирования поля для улучшения нацеливания на глубокое ядро мозжечка при ограничении поверхностного воздействия. Безопасность обеспечивается стандартизированной стимуляцией на основе визуализации, заранее заданными параметрами стимуляции и регулярным мониторингом во время стимуляции. Таким образом, этот подход предоставляет воспроизводимую и индивидуализированную основу для глубокой нейромодуляции мозжечка. Он предназначен для создания основы для будущих механистических исследований и целенаправленной реабилитации послеинсультной моторной и равновесной дисфункции.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Утверждение протокола исследования было получено Институциональным обзорным советом (IRB) или Комитетом по этике. Все процедуры исследования с участием людей проводились в строгом соответствии с этическими принципами, изложенными в Хельсинкской декларации.

1. Скрининг участников

  1. Изучите медицинскую историю участника, чтобы исключить противопоказания, включая беременность, эпилепсию, имплантированные металлические или электронные устройства (например, внутричерепные металлические инородные тела, кардиостимуляторы, кохлеарные имплантаты и др.), внутричерепную гипертензию, внутричерепные опухоли или кожные поражения в местах установки электродов. Кроме того, исключайте участников с тяжелой болезнью сердца, печени или почек, которые могут ограничивать толерантность к исследованию; с психическими расстройствами, такими как тяжёлая депрессия или шизофрения; а лица с дефектами черепа исключаютсяпо статье 17, 18, 19.
  2. Оцените меры предосторожности, проведя стандартизированную анкету по безопасности неинвазивной стимуляции мозга перед сеансом, включая недавнюю травму головы или применение лекарств, способных повлиять на нейровозбудимость (например, противосудорожные препараты)19.
  3. Получите письменное информированное согласие от всех участников после предоставления полной информации о целях исследования, процедурах, потенциальных рисках и выгодах, альтернативах и правах участников, включая добровольный характер участия и право отказаться в любое время без каких-либо последствий.

2. Сбор и обработка данных МРТ для наведения

  1. Разместите участника в положении на спине внутри МРТ-сканера, обеспечивая стабилизацию головы с помощью пенопластовых подушек для минимизации движения.
    ВНИМАНИЕ: Риск МРТ. Убедитесь, что все металлические предметы удалены с участника перед входом в кабинет МРТ, чтобы предотвратить опасность попадания снарядов. Проводите скрининг на клаустрофобию и обеспечивайте адекватную защиту слуха для снижения шума сканера.
  2. Получите структурные изображения высокого разрешения T1, охватывающие всю голову, включая кожу головы. Поле зрения должно выходить не менее чем на 10 мм за границы головы в сагиттальной, корональной и осевойплоскостях 20. Разрешение изображения должно быть установлено на изотропное расстояние 1 мм с соотношением сигнал/шум не менее 20.
    ПРИМЕЧАНИЕ: МРТ с взвешенным Т1 обязательно для всех участников. Дополнительное T2-взвешенное изображение следует проводить тогда, когда T1-взвешенное МРТ недостаточно для надёжной визуализации интерфейсов задней ямки, пространств спинномозговой жидкости или границ поражения/полости. Дополнительное КТ следует проводить только тогда, когда сегментация черепа на основе МРТ недостаточна для точного построения модели.
  3. Подготовьте данные МРТ с взвешенными T1, убедившись, что файлы находятся в стандартном формате NIfTI (.nii), и импортируйте данные в платформу вычислительной модуляции мозга через назначенный интерфейс загрузки. Мы использовали платформу модуляции мозга (как подробно описано в Таблице материалов) для проведения моделирования тканей всего мозга и автоматического определения протоколов стимуляции по МРТ-снимкам участников.
  4. Индивидуализированная генерация моделей головы и мозга
    1. Сначала выберите функцию «Build Model» из меню моделирования на вычислительной платформе. Используйте стандартный рабочий процесс предварительной обработки программного обеспечения для автоматической коррекции неоднородности интенсивности и выполнения пространственных преобразований координат данныхМРТ 21.
    2. Во-вторых, разделите МРТ-изображения участников с T1-взвешенностью на шесть различных типов тканей (кожа головы, череп, спинномозговая жидкость, белое вещество, серое вещество и полость), используя стандартные карты вероятности тканей в стандартном программном обеспечении нейровизуализации22.
    3. Визуально осматривайте сегментированные изображения срез за срезом, чтобы проверить точность границ тканей. Далее присвоите следующие значения проводимости каждому типу тканей для конечных элементных расчётов: кожа головы (0,0002 S/m), череп (0,0202 S/m), спинномозговая жидкость (2 S/m), белое вещество (0,064 S/m), серое вещество (0,103 S/m) и полость (2,5e-14 S/m)23.
    4. В-третьих, система электродов ЭЭГ 10-10 была зарегистрирована на моделях скальпа. В-четвёртых, с помощью iso2mesh24 была сгенерирована тетраэдрическая конечная элементная сетка.
    5. Наконец, решатель конечных элементов GetDP использовался для вычисления интенсивности электрического поля на каждом электроде стимуляции при единичной интенсивности, что дало матрицу предыдущего электрического поляLeadfield 25. Ожидаемый результат: специфическая для участника модель 3D-головы с сегментированными тканями, положением электродов и конечной элементной сеткой.
  5. Определение целевых координат и пространственная регистрация
    1. Перейдите к полям ввода координат в интерфейсе инструмента наведения вычислительной платформы. Вручную введите конкретные стандартные координаты пространства MNI для мозжечкового фастигиального ядра (FN) в соответствующие текстовые поля X, Y и Z (например, input [2, -55, -29] для правого FN и [-5, -55, -30] для левого FN).
    2. Выполните автоматизированный модуль пространственной регистрации платформы. Этот алгоритм сначала нелинейно регистрирует T1-взвешенное МРТ-изображение участника в стандартную модель головки ICBM 152 Nonlinear Atlases (2009).
    3. Позволяет программе автоматически применять обратное нелинейное пространственное преобразование. Этот шаг отображает заранее определённые координаты MNI обратно в родное T1-пространство участника, успешно генерируя персонализированные координаты FN-мишени внутри индивидуальной модели мозга для последующих симуляций электрического поля.
  6. Монтаж электродов и оптимизация тока
    1. Оцените итоговый результат моделирования, полученный алгоритмом оптимизации. Принимайте результат моделирования только в том случае, если программное обеспечение возвращает корректный электродный монтаж, прогнозируемая амплитуда огибающей FN превышает заранее определённый эталонный уровень моделирования, а горячая точка визуально центрирована на или непосредственно рядом с индивидуализированной целью FN.
    2. Классифицировать результат как неоптимальный (и скорректировать параметры для повторного расчёта при необходимости), если интенсивность ФН остаётся ниже этого эталонного уровня, если оболочка кажется пространственно диффузной, или если горячая точка смещена в сторону поверхностных мозжечковых или затылочныхобластей 26.
    3. Задайте параметры оптимизации TI, включая заранее определённые координаты FN, текущие ограничения и режим оптимизации фокусов. Примите результат оптимизации только в том случае, если программа возвращает корректный монтаж с положением электродов, амплитудами тока, специфичными для канала, и смоделированной картой поля, показывающей максимальную прогнозируемую интенсивность огибающей на или рядом с целью FN. В настоящей рукописи для иллюстрации рабочего процесса приведён представительный пример стандартной головной модели (рисунок 2).
    4. Оцените итоговый результат моделирования, полученный алгоритмом оптимизации. Принимайте результат моделирования только в том случае, если программное обеспечение возвращает корректный электродный монтаж, прогнозируемая амплитуда огибающей FN превышает заранее определённый эталонный уровень моделирования, а горячая точка визуально центрирована на или непосредственно рядом с индивидуализированной целью FN.
    5. Классифицировать результат как неоптимальный (и при необходимости корректировать параметры для повторного расчёта), если интенсивность ФН остаётся ниже этого эталонного уровня, если оболочка кажется пространственно диффундной, или если горячая точка смещена в сторону поверхностных мозжечковых или затылочных областей.

3. Подготовка и размещение крышки электрода

  1. Измерьте окружность головы участника от бровного гребня до затылочного выступа с помощью гибкой измерительной ленты.
  2. Установите круглые резиновые электроды в 72-позиционную крышку электрода в местах, определяемых индивидуальным результатом моделирования электрическогополя 27.
  3. Удобно посадите участника в вертикальное положение с подходящей поддержкой головы, чтобы минимизировать движение во время стимуляции.
  4. Разместить крышку электрода в соответствии с международной системой ЭЭГ 10–20, обеспечивая точное выравнивание с линией насион–инион и двусторонними предушными ориентирами. Отрегулируйте натяжение крышки, чтобы обеспечить надёжную посадку без чрезмерногосжатия 28.
  5. Определите целевые места электрода через пустые держатели электродов крышки. Разделите волосы в каждом конкретном месте деревянным концом ватного тампона, чтобы полностью обнажить подлежащий кожу головы. Нанесите небольшое количество абразивной пасты на ватный кончик, введите её через пустой держатель и аккуратно потрите открытую кожу круговыми движениями, чтобы удалить поверхностную мёртвую кожу и снизить импеданс.
    ВНИМАНИЕ: Риск подготовки кожи головы. Наносите абразивную пасту аккуратно, чтобы избежать чрезмерных ссадиний кожи, которые могут повысить риск боли, ожогов или инфекций во время стимуляции.
  6. Вводите проводящий гель в каждый электрод до достижения достаточного контакта с кожей головы.
  7. Участников рандомизируют в группы активной стимуляции TI или фиктивные контрольные группы с использованием блочных рандомизации. Реализуется двойное слепое заклинание: участники получают фиктивную стимуляцию, имитирующую активный протокол, а экспериментаторы, проводящие оценки, ослепляются к распределению групп.

4. Настройка системы стимуляции TI и настройка параметров

  1. Подключите крышку электрода к устройству стимуляции TI, которое должно поддерживать минимум два независимых каналастимуляции 29.
  2. Откройте интерфейс управления устройством и перейдите в меню настройки параметров стимуляции. Вручную введите несущие частоты в соответствующие входные поля: установите канал 1 на 2 000 кГц и канал 2 на 2 005 кГц, чтобы получить частоту огибающей 5 Гц.
    1. Определите входные поля амплитуды текущего тока внутри интерфейса. Используйте элементы управления интерфейсом для ввода конкретных оптимизированных амплитуд тока для каналов 1 и канала 2 точно так, как они генерируются вычислительной платформой.
    2. Визуально сверьте экран интерфейса с экспортированным отчётом оптимизации, чтобы проверить все настройки. Убедитесь, что оба канала отображаются как «активные» и все входные параметры правильно указаны на главной панели управления, прежде чем продолжить.
  3. Активируйте мониторинг импеданса на устройстве стимуляции и отрегулируйте контакты электродов, пока все сопротивления канала не опустятся ниже 8кОм 30. Если сопротивление превышает 8 кОм, повторите подготовку кожи головы и отрегулируйте контакт электрода перед продолжением.
  4. Проведите короткую фазу предстимуляции для оценки толерантности участников.
    ВНИМАНИЕ: Риск электрической стимуляции. Всегда начинайте стимуляцию с низкой интенсивностью и постепенно увеличивайте нагрузку, чтобы предотвратить внезапный шок или стресс.
  5. При необходимости пропорционально корректируйте амплитуду тока, сохраняя относительный баланс между каналами. Переходите на официальную сессию только если участник не испытывает невыносимого дискомфорта. Если возникает умеренный или сильный дискомфорт, уменьшайте ток пропорционально по каналам или прекращайте стимуляцию. Настройки стимуляции для активных и фиктивных условий приведены в таблице 1.

5. Процедура стимуляции

  1. Перед началом стимуляции инструктуйте участника оставаться спокойно сидеть, минимизировать движения головы и тела. После подтверждения всех параметров стимуляции запустите формальную сессию стимуляции, выбрав «Старт» на интерфейсе устройства. Синусоидальные волны подаются через оба канала для создания временной интерференции на мозжечковом FN.
  2. Постоянно контролируйте импедансы электродов через интерфейс устройства, чтобы они оставались в безопасных рабочих пределах. Перед началом сессии попросите участника спонтанно сообщать о любых побочных эффектах или дискомфорте, таких как неожиданные покалывания или головная боль, во время стимуляции.
    ВНИМАНИЕ: Риск электрической стимуляции. Электрическая стимуляция несёт риск ожогов кожи головы или чрезмерной боли.
  3. Немедленно прекратить или прекратить стимуляцию, если импеданс электрода превышает 8 кОм или если участник сообщает о сильномдискомфорте 31.
  4. После завершения стимуляции прекратите стимуляцию, выбрав «Стоп», аккуратно снимите крышку электрода, очистите кожу головы водой и осмотрите кожу на наличие признаков раздражения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Пример моделирования электрического поля
Чтобы оценить, может ли индивидуализированный рабочий процесс, управляемый МРТ, достичь цели исследования — направленности временной интерференционной стимуляции к мозжечковому фастигиальному ядру (ФН), были проанализированы репрезентативные результаты в логической последовательности — от генерации модели до локализации поля. Высокоразрешённые данные МРТ с T1-весом были успешно сегментированы на шесть тканевых компартментов, чт...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Методологический обзор и ключевые аспекты реализации
В данном исследовании представлен стандартизированный протокол неинвазивной модуляции мозжечкового ФН с использованием индивидуализированной стимуляции ТИ. Интегрируя высокоразрешающую структурную МРТ, вычислительное моделирование электрического поля и многоканальный интерфейс стимуляции, предлагаемый протокол позволяет анатомически обоснованно и точно нацеливать ФН. Этот подход устанавливает новую методологическую основу для изучен...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не заявляют о конкурирующих интересах.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют никаких признаний.

Ключевая программа поддержки исследований и разработок Бюро науки и технологий Чэнду (2024-YF05-00988-SN)

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
72-канальный конденсатор электродаSuzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdСучжоу, Китай72-точечная колпачка электрода для стимуляции мозга
Проводящий гельНе применимоНе применимоГель для усиления контакта электрода и кожи
Гибкая мерная лентаНе применимоНе применимоИспользуется для измерения окружности головки для крепления крышки электрода 
Программная платформа NervioWebSuzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdСучжоу, КитайОнлайн-платформа для экспериментальной модуляции мозга
Стимулятор NervioX-1000Suzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdСучжоу, КитайНеинвазивная система глубокой стимуляции мозга
Гель для подготовки кожи NuprepУивер и компанияАврора, Колорадо, СШААбразивная паста для очистки кожи с целью повышения проводимости

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zeng, Y., Ye, Z., Zheng, W., Wang, J. Efficacy of cerebellar transcranial magnetic stimulation for post-stroke balance and limb motor function impairments: meta-analyses of random controlled trials and resting-state fMRI studies. The Cerebellum. 23 (4), 1678-1696 (2024).
  2. Feng, L., Xiang, L., Fang, L., Li-Ping, O., Xiao, B. High-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation for stroke patients lower extremity function: primary motor cortex versus cerebellar stimulation. A randomized controlled trial. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 61 (6), 798(2025).
  3. Koch, G., et al. Effect of cerebellar stimulation on gait and balance recovery in patients with hemiparetic stroke: a randomized clinical trial. JAMA neurology. 76 (2), 170-178 (2019).
  4. Blumenfeld, H. Neuroanatomy through clinical cases. , Sinauer Associates. Sunderland (MA). (2002).
  5. Reis, D. J., Berger, S. B., Underwood, M. D., Khayata, M. Electrical stimulation of cerebellar fastigial nucleus reduces ischemic infarction elicited by middle cerebral artery occlusion in rat. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 11 (5), 810-818 (1991).
  6. Wang, J., Dong, W. W., Zhang, W. H., Zheng, J., Wang, X. Electrical stimulation of cerebellar fastigial nucleus: mechanism of neuroprotection and prospects for clinical application against cerebral ischemia. CNS neuroscience & therapeutics. 20 (8), 710-716 (2014).
  7. Udupa, K., Chen, R. The mechanisms of action of deep brain stimulation and ideas for the future development. Progress in neurobiology. 133, 27-49 (2015).
  8. Boyden, E. S., Katoh, A., Raymond, J. L. Cerebellum-dependent learning: the role of multiple plasticity mechanisms. Annu. Rev. Neurosci. 27 (1), 581-609 (2004).
  9. Grossman, N., et al. Noninvasive deep brain stimulation via temporally interfering electric fields. Cell. 169 (6), 1029-1041.e16 (2017).
  10. Mirzakhalili, E., Barra, B., Capogrosso, M., Lempka, S. F. Biophysics of temporal interference stimulation. Cell Systems. 11 (6), 557-572.e5 (2020).
  11. Lee, S., Lee, C., Park, J., Im, C. H. Individually customized transcranial temporal interference stimulation for focused modulation of deep brain structures: a simulation study with different head models. Scientific reports. 10 (1), 11730(2020).
  12. Rampersad, S., et al. Prospects for transcranial temporal interference stimulation in humans: a computational study. NeuroImage. 202, 116124(2019).
  13. Violante, I. R., et al. Non-invasive temporal interference electrical stimulation of the human hippocampus. Nature neuroscience. 26 (11), 1994-2004 (2023).
  14. Lozano, A. M., et al. Deep brain stimulation: current challenges and future directions. Nature Reviews Neurology. 15 (3), 148-160 (2019).
  15. Zheng, S., et al. Repetitive temporal interference stimulation improves jump performance but not the postural stability in young healthy males: a randomized controlled trial. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 21 (1), 38(2024).
  16. D'Angelo, E. Physiology of the cerebellum. Handbook of clinical neurology. 154, 85-108 (2018).
  17. Missey, F., et al. Non-invasive temporal interference stimulation of the hippocampus suppresses epileptic biomarkers in patients with epilepsy: Biophysical differences between kilohertz and amplitude modulated stimulation. Brain Stimulation. , (2025).
  18. Zhou, H., et al. Transcranial temporal interference stimulation for treating bipolar disorder with depressive episodes: a feasibility Study. Molecular Psychiatry. , 1-8 (2025).
  19. Wang, S., et al. Individualized transcranial temporal interference stimulation (tTIS) for cognitive impairments and negative symptoms in patients with schizophrenia: a study protocol for a randomized controlled trial. BMC psychiatry. 25 (1), 714(2025).
  20. Zhao, H., Zhao, B., He, J., Liu, M. Distinctive roles of left and right entorhinal cortex in path integration via a non-invasive stimulation study. Nature Communications. 16 (1), 10214(2025).
  21. Yatsuda, K., Fernández-Corazza, M., Yu, W., Gomez-Tames, J. Population-optimized electrode montage approximates individualized optimization in transcranial temporal interference stimulation. Computers in Biology and Medicine. 192, 110223(2025).
  22. Penny, W. D., Friston, K. J., Ashburner, J. T., Kiebel, S. J., Nichols, T. E. Statistical parametric mapping: the analysis of functional brain images. , Elsevier. (2011).
  23. Gabriel, C. Compilation of the dielectric properties of body tissues at RF and microwave frequencies. , (1996).
  24. Fang, Q., Boas, D. A. Tetrahedral mesh generation from volumetric binary and gray-scale images. IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: From Nano to Macro, 2009. ISBI '09, , 1142-1145 (2009).
  25. Amunts, K., Mohlberg, H., Bludau, S., Zilles, K. Julich-Brain: A 3D probabilistic atlas of the human brain’s cytoarchitecture. Science. 369 (6506), 988-992 (2020).
  26. Geng, C., et al. Optimized Temporal Interference Stimulation Based on Convex Optimization: A Computational Study. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 33, 1400-1410 (2025).
  27. Brahma, T., Guillen, A., Moreno, J., Datta, A., Huang, Y. On the need of individually optimizing temporal interference stimulation of human brains due to inter-individual variability. Brain stimulation. 18 (5), 1373-1388 (2025).
  28. Chen, X., et al. Reinforcement Learning-Based Focality Optimization for Multi-Electrode Temporal Interference Stimulation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. , (2025).
  29. Mansourinezhad, P., et al. Systematic review of experimental studies in humans on transcranial temporal interference stimulation. Journal of Neural Engineering. 22 (5), 051001(2025).
  30. Demchenko, I., et al. Human Applications of Transcranial Temporal Interference Stimulation: A Systematic Review. Brain Stimul. 18 (6), 2054-2066 (2025).
  31. Xu, S., et al. Precision at Deep Brain: Noninvasive Temporal Interference Stimulation. ACS nano. 19 (46), 39589-39614 (2025).
  32. Yatsuda, K., Fukunaga, M., Yu, W., Gomez-Tames, J. Impact of brain anisotropy on transcranial temporal interference stimulation: numerical analysis toward reliable montage optimization. Biomedical Engineering Letters. , 1-12 (2026).
  33. Inoue, T., Otsuru, N., Hirata, A. Group-level and personalized optimization for the insula and hippocampus focal electric field in transcranial temporal interferential stimulation: A computational study. Computers in Biology and Medicine. 200, 111374(2026).
  34. Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).
  35. Thair, H., Holloway, A., Newport, R., Smith, A. Transcranial direct current stimulation (tDCS): a beginner’s guide for design and implementation. Front Neurosci. 11, 641(2017).
  36. Cassarà, A. M., et al. Recommendations for the safe application of temporal interference stimulation in the human brain part II: Biophysics, dosimetry, and safety recommendations. Bioelectromagnetics. 46 (1), e22536(2025).
  37. Cassarà, A. M., et al. Recommendations for the safe application of Temporal interference stimulation in the human brain part I: principles of electrical neuromodulation and adverse effects. Bioelectromagnetics. 46 (2), e22542(2025).
  38. Antal, A., et al. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clinical neurophysiology. 128 (9), 1774-1809 (2017).
  39. Rezaee, Z., Dutta, A. Cerebellar lobules optimal stimulation (CLOS): a computational pipeline to optimize cerebellar lobule-specific electric field distribution. Frontiers in Neuroscience. 13, 266(2019).
  40. Esmaeilpour, Z., Kronberg, G., Reato, D., Parra, L. C., Bikson, M. Temporal interference stimulation targets deep brain regions by modulating neural oscillations. Brain Stimulation. 14 (1), 55-65 (2021).
  41. Missey, F., et al. Temporal Interference Stimulation Can Enhance or Disrupt Human Memory Encoding as a Function of Brain Location and Frequency. bioRxiv. , (2025).
  42. Wessel, M. J., et al. Noninvasive theta-burst stimulation of the human striatum enhances striatal activity and motor skill learning. Nature neuroscience. 26 (11), 2005-2016 (2023).
  43. Liu, R., et al. Temporal interference stimulation targets deep primate brain. Neuroimage. 291, 120581(2024).
  44. Vissani, M., Isaias, I. U., Mazzoni, A. Deep brain stimulation: a review of the open neural engineering challenges. Journal of Neural Engineering. 17 (5), 051002(2020).
  45. Peng, J., et al. Advances in the application of temporal interference stimulation: a scoping review. Frontiers in Human Neuroscience. 19, 1536906(2025).
  46. Botzanowski, B., et al. Focal control of non-invasive deep brain stimulation using multipolar temporal interference. Bioelectronic medicine. 11 (1), 7(2025).
  47. Wang, H. E., et al. Virtual brain twins for stimulation in epilepsy. Nature computational science. 5 (9), 754-768 (2025).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Temporal Interference StimulationCerebellar Fastigial NucleusMagnetic Resonance ImagingStroke RehabilitationDeep Brain StimulationBalance ImpairmentMotor CoordinationElectric Field ModellingElectrode MontageNeurorehabilitation

Похожие статьи