# 空间与深部电刺激协议

> 本页逐篇还原本地全文中的设备、输出、空间配置、状态、时机和终点。参数是研究记录，不是医疗建议或推荐剂量。

## HD-tES / HD-tDCS：空间实现层

### HD-01：4x1 与常规 pad 的 gyri-resolved 模型

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 模型 | 单一 `1 mm3` MRI；scalp/skull/CSF/gray/white matter；超过一千万有限元 |
| 常规回路 | `7 x 5 cm` M1-对侧眶上 pad，`1 mA`；峰值 `0.67 V/m`，广泛且不在 pad 正下方 |
| 4x1 回路 | 中央/四回流均为 `4 mm` 半径，回流距中心 `3 cm`，`2 mA`；峰值 `0.44 V/m`，主要位于环内 |
| 路径变量 | 颅骨厚度、CSF 通道、脑回/脑沟和组织电导共同塑造热点 |
| 边界 | 不等电流比较；无实测场、神经募集、行为或安全；模型聚焦不是生物选择性 |

### HD-02：4x1 TES 的人体空间生理校验

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 人群 | 3 名健康成人；每人建立个体 MRI 有限元模型 |
| 接触 | `140 mm2` Ag/AgCl ring；中心 C3，回流 FC5/FC1/CP5/CP1；阻抗 `<10 kOhm` |
| 输出 | Digitimer D185 + Soterix adapter；单个 `50 us` 脉冲；约 `709-1738 mA` 达到 `0.3-0.5 mV` MEP |
| 空间检验 | montage 前后移动 1/2 个环半径；TMS 同位置比较；右 FDI EMG |
| DC 外推 | 独立模拟 `1 mA` HD-tDCS，环边场低于峰值 30% |
| 边界 | suprathreshold TES 不是低强度 DC；`n=3`；1-R 分辨率未区分 TES 与 TMS 聚焦；无临床比较 |

### HD-03：4x1 硬件与接触 SOP

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 设备 | 电池恒流 tDCS + 4x1 multichannel adapter；五个烧结 Ag/AgCl 环电极与独立 gel holder |
| 示例布局 | M1 中央电极，四回流约 `7.5 cm` 半径；中央 lead 决定极性 |
| 示例范围 | 引用既有研究支持至 `2 mA x 20 min`；本方法文不是新安全/疗效试验 |
| 质量控制 | 每通道扫描、检查/轮换电极、避免 gel bridge、确认极性、固定线缆、记录 active/sham 感觉 |
| sham | 设备可选 `30 s` 短刺激；文章未验证其长期感觉匹配 |
| 设计权衡 | 小环半径更聚焦但脑内场更弱；大环半径增强/加深同时扩大暴露 |

### HD-04：常规与 HD 的健康人交叉比较

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 设计 | 30 人三条件 counterbalanced crossover；washout `6-16 d`；常规、HD、sham |
| 常规 | `25 cm2` C4 阳极 + 左肩回流；`1.5 mA x 20 min` |
| HD | `3.14 cm2` C4 阳极 + FC2/FC6/CP2/CP6 回流；同剂量 |
| sham/盲法 | 30-s ramp up + 30-s down；一半用各 montage；reported guesses 无条件差异 |
| 测量 | 刺激中 finger tapping；前后 20-channel resting EEG；Purdue Pegboard |
| 结果边界 | 总体行为无显著 pairwise 优势；alpha/beta 差异依赖基线 quartile；post-EEG 不能定位因果路径 |

### HD-05：老年人主观睡眠先导

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 人群 | 31 名社区老年人；无主观睡眠问题；HD `n=16`、等待名单 `n=15` |
| 回路 | Soterix 4x1；F3 阳极，四阴极 `7 cm` 半径 |
| 时机/剂量 | 白天 `09:00-11:00` 或 `14:00-17:00`；`1.5 mA x 25 min`；每周 5 次、2 周 |
| 睡眠测量 | 修改为回顾一周的 PSQI/SRSS/GSAQ/RBDSQ；无 PSG/actigraphy |
| 影像 | intervention 前后 awake eyes-closed resting fMRI，227-node connectivity |
| 边界 | 无 sham/盲法/感觉匹配；PSQI 总分交互 null；仅睡眠时长分项和探索性连接信号 |

### HD-06：卒中 HD 与常规临床比较

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 设计 | 69 randomized、64 analyzed；HD/常规/sham；共同接受密集康复 |
| HD | TMS 定位 ipsilesional M1 或 C3/C4；中心 `1.5 mA`，四回流 `0.4/0.4/0.4/0.3 mA`，半径约 `3.5 cm` |
| 常规 | `5 x 7 cm` sponge；C3/C4 阳极 + 对侧眶上回流；`1.5 mA` |
| sham/剂量 | `1.5 mA x 15 s` 后停止；active `20 min`，每周 5 次、4 周 |
| 结局 | ARAT/UEFM/MAS/MBI 四周；只有 MBI 八周随访 |
| 边界 | 四周 HD 与常规全部量表无显著差异；无个体场或 target engagement；八周单一 MBI 信号待复制 |

### E023：颅内场测量与个体模型校准

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 设备 | NeuroConn DC Stimulator Plus 以正弦模式运行；NicoletOne C64 记录 1205 个可用皮层/深部接触点 |
| 位置 | 主 montage 为 `2 x 2 cm` 橡胶电极 Fpz-Oz，导电膏耦合并远离开颅缺损；1 人另测 3 种 montage |
| 输出 | `0.25-1.0 mA` zero-to-peak，主要为 `1 Hz`；测量缩放至 1 mA，模型再线性估算 2 mA |
| 路径模型 | 个体 MRI 六组织有限元模型，加入手术结构和尽可能完整的头颈；以相邻接触点电压梯度校准组织电导率 |
| 实测/估计 | 实测投影场与模型 pooled 相关：皮层 `.86`、深部 `.88`；2 mA 最大值约 `0.8 V/m`、95 百分位约 `0.28 V/m` 均为模型估计 |
| 边界 | 接触点只测一个方向分量且由临床位置决定；没有神经响应、行为或外周路径对照，深部场不等于选择性深部募集 |

### H002：早期视觉 tACS 的频率/状态实验

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 位置 | 小电极位于 inion 上方 4 cm，大参考位于 vertex；面积和设备在缺失的在线 supplement 中 |
| 输出 | `4-40 Hz` 正弦 AC；评分示例 `0.25/0.5/1.0 mA`，1 mA 时小电极名义密度 `83 microA/cm2`；每个明/暗试验约 5 秒 |
| 设计 | 8 人磷光评分、4 人 50% 阈值、6 人位置绘图；频率随机且参与者不知道频率 |
| 对照 | 明室 versus 暗室、频率和强度；无静音式 sham、无视网膜/眼周 active control、无 EEG |
| 结果 | 明室 beta 范围、暗室 alpha 范围最易诱发磷光；证明回路的频率/状态交互，不证明直接视觉皮层牵引 |

### E024：同步 tACS-EEG 的早期 entrainment 实验

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 位置/输出 | Cz-Oz，`10 Hz`、`1 mA`、20 分钟；电极和 ramp 细节位于缺失 supplement |
| 任务时机 | 四个 tACS 相位呈现 25 ms 视觉 oddball，每相位 100 次；sham 永远先于主动以避免 carryover |
| EEG 清理 | 移动平均伪迹模板 + PCA；用 sham EEG 叠加理想 10 Hz 正弦验证恢复 |
| 结果 | 清理后枕顶 alpha 功率、PLV、ITC 增加；accuracy 有 condition x phase 交互，但无明确相位周期 |
| 边界 | 14 人、固定顺序、同频信号/伪迹不可完全识别、无外周路径对照；支持但不终结直接皮层 entrainment 争论 |

### E028：间歇 tACS 区分 entrainment echo 与 aftereffect

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 设备/位置 | NeuroConn DC Stimulator Plus；双侧 PO7/PO9 与 PO8/PO10，`5 x 7 cm` 盐水海绵电极 |
| 输出 | 个体 alpha `8-11 Hz`；低于磷光/不适阈的 `1.35-2 mA peak-to-peak`；总 7200 周期、约 11-15 分钟 on-time |
| 条件 | 30 周期短列车 x240；80 周期长列车 x90；长列车间保持相位或随机偏移 0/90/180/270 度；on/off 等长 |
| sham | 会话开始仅一次 10 周期 ramp-up + 10 周期 ramp-down；四条件跨天 counterbalanced |
| EEG | 每次停止后 100 ms 起分析 2.3 秒空窗；另有前后各 2 分钟 eyes-open EEG |

### E008：同步 tACS-EEG 的 gross-artifact 验证

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 刺激/采集 | NeuroConn DC-Stimulator Plus，FP2-P3；`5/10/40 Hz`、`0.25/1 mA peak-to-peak`、60 秒；Enobio 7 个记录位点、500 Hz，参考/地在 Cz |
| 防饱和 | 对称布局和 `115 dB` 共模抑制先把约 10 V 共模刺激压到 `<10 mV` 差模残余；算法不能修复已经饱和的数据 |
| SMA | 多周期局部模板逐通道相减；重建较好，但启动需积累完整周期，且会抑制刺激频率及谐波处的真实锁相信号 |
| 自适应滤波 | 64 系数 RLS，使用 stimulator signal-out；约 120 ms 收敛，但需要额外硬件参考，40 Hz 有可见残余 |
| ground truth | 单一内部源头模重放已知 EEG；六条件 SNR 均 `>6 dB`，SMA 最差相关 0.95、AF 0.86 |
| 人体核查 | 5 人；闭眼 alpha 和视觉 ERP 可恢复，ERP 检出 sham/SMA/AF 为 84%/82%/86% |
| 闭环边界 | 单通道每秒数据离线计算约 0.01/0.04 秒，但未运行控制器；多源、同频真信号及生理/接触非线性伪迹尚未验证 |

### E009：SASS 的同频单 trial 验证

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 刺激 | NeuroConn；CPz-inion 两块 `4 x 5 cm` 橡胶电极；220 Hz 载波、10 Hz 包络、`2 mA peak-to-peak` AM-tACS |
| EEG | 64 通道 Bittium、500 Hz；7 人入组、6 人分析；先 200 trial 无刺激，再 200 trial 刺激 |
| 验证信号 | 2 秒 10 Hz 视觉闪烁，0.5-1 秒随机间隔；闪烁相对 AM-tACS 相位随机，使 SSVEP 锁视觉而不锁伪迹 |
| 算法 | 比较刺激开/关 `9-11 Hz` 协方差的广义特征分解；删除开/关方差比最高的空间成分；每个谐波需单独计算 |
| 结果 | 幅度无刺激/原始刺激/清理后为 `4.57/172/4.68 microV`；PLV 为 `0.409/0.046/0.355` |
| 边界 | 无刺激总在前；拒绝维数以匹配无刺激功率调参；真正被刺激牵引的神经协方差也可能被删除；递归在线更新未实现 |

### E030：2 Hz 听觉节律与 tACS 相位实验

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 人群/任务 | 37 人完成两次行为会话；在 20 秒、2 Hz FM 声中检测个体阈值 9-24 ms 静音；声音 55 dB SL |
| 设备/输出 | 电池 Eldith DC-Stimulator Plus；双侧两个通道，`2 Hz` 正弦、无 DC offset、每通道 `1 mA peak-to-peak`，阻抗 `<10 kOhm` |
| 电极 | 四个 25 mm 直径橡胶圆电极、paste；标准 FC5-TP7/P7 与 FC6-TP8/P8，或 fMRI/FEM 个体位置 |
| 时机 | 每次四个 active block，各 11 分 20 秒；FM 起始相位与 ITI 随机，使 audio-tACS lag 逐 trial 变化并分六箱 |
| sham | 每次一个随机位置 block；10 秒 ramp up + 10 秒 active + 10 秒 ramp down |
| 场模型 | 个体 T1/T2 SimNIBS；最终双侧目标规格 `0.04-0.09 V/m`；标准更强、个体更聚焦，ring 最聚焦但未进入行为比较 |
| 结果 | 会话内 post-hoc 对齐后 `tACS(+) > sham > tACS(-)`；声音最佳相位未改变；个体 montage 无总体优势 |
| 可靠性/边界 | 效应大小和最佳 lag 跨会话均不相关；无在线神经 entrainment、无 active sensory control，不能把行为直接归为皮层牵引 |

### H003/H004/H005：早期 tACS 假说的验证清单

| 问题 | 实验必须给出的证据 |
| --- | --- |
| 频率特异吗 | 至少 sham 加目标频率上下 active controls；同时检查谐波与跨频响应 |
| 是在线 entrainment 吗 | 刺激期间或极短空窗的独立神经读出；不能只用分钟级 aftereffect |
| 是直接皮层吗 | 脑内场/目标参与，加视网膜、皮肤和外周神经感觉匹配对照 |
| 有 resonance 吗 | 预先设计的 frequency x amplitude x state sweep，检验 Arnold-tongue 边界而非事后挑峰 |
| phase 是稳定参数吗 | 跨日重测和 prospective transfer；E030 显示 auditory-tACS 最佳 lag 不能默认稳定 |
| 属于哪种 AC | 明确 EEG-range tACS、tRNS、kHz carrier/TI 或 tumor field；不同机制不得共享疗效/安全结论 |
| 是闭环吗 | 在线状态/特征、延迟、更新规则、lockout/安全门和 closed-loop 对 open-loop 因果比较 |
| 结果边界 | 长列车后 alpha 增强但无持续相位锁定；支持 aftereffect 非简单 entrainment echo，不直接证明突触可塑性或否定在线 entrainment |

### E027：网络共振模型与雪貂侵入式验证

| 字段 | 已核查参数 |
| --- | --- |
| 模型 | 16 万兴奋 + 4 万抑制神经元，内源约 3 Hz；向锥体细胞注入 `0-13 pA` 等效扰动 |
| 动物设备 | 两只深麻醉雌性雪貂；视觉皮层 16 通道层状探针；双侧 `1 x 2 cm` Ag/AgCl 电极 |
| 输出 | 2 mA peak 正弦，`0.5-2.5 Hz` 每 0.5 Hz 一档；30 秒刺激，前后各 60 秒控制；每频率 pooled 480 trials |
| 结果 | 模型产生 Arnold tongue；动物多单位功率与相位随输出频率锁定，浅层较强，无明显 aftereffect |
| 边界 | 仅两只麻醉动物、脑内 V/m 未测、试次数不等于独立样本；不能直接外推人体最佳频率或临床效果 |

### E002：睡前连续 tACS

* 设备与位置：Starstim 8；F3/F4 阳极、M1/M2 阴极，四个 6 cm 海绵电极。
* 输出：`5 Hz`，总 `1.5 mA`，40 分钟。
* 时机：两小时午睡之前，不在睡眠中。
* sham：仅开始和结束各 5 秒 ramp。
* 结果：午睡 NREM 部分频谱改变；宏观和主观睡眠无差异。

### E010：N2/N3 中开环方波

* 设备与位置：Chattanooga Ionto + logic gate；F3/F4 阳极、A1/A2 乳突阴极，8 mm Ag/AgCl 环电极。
* 输出：`0-0.6 mA` 方波，`0.75 Hz`，0.66 秒开/关；五个 5 分钟块，块间 1 分钟。
* 时机：连续 4 分钟 N2/N3 后启动。
* sham：电极连接但设备未接通。
* 结果：词对记忆未优于 sham；只否定该具体方波协议。

### E011：慢波预测闭环 tACS

* 设备与位置：Starstim R32，25 导 EEG；F3/F4 对 T7/T8。
* 输出：`1.5 mA` 正弦，`3 mA` 峰峰值；每次 5 个内源慢波周期。
* 时机：`0.5-1.2 Hz` 功率超过宽带功率 20% 后预测下一上升相。
* sham：检测与预测相同，输出 `0 mA`。
* 结果：控制器可运行；总体行为主效应阴性，选择性交互与倒 U 剂量仅属探索。

### E012：SWS 中人工触发 tDCS 块

* 设备与位置：NeuroConn Eldith；T7/T8 两个 `5 x 7 cm` 阳极，颈部阴极。
* 输出：`2 mA`；120 秒刺激块，5 秒 ramp，块间 30 秒，最多 15 块。
* 时机：30 秒窗口内观察到 6 个慢波后，由研究者触发。
* sham：每块仅短暂电流。
* 结果：慢波密度和耦合增加，记忆不改善。

### E013：全夜慢波闭环 tACS

* 设备与输出：与 E011 相同；每半球 `1.5 mA`，每次 5 周期。
* 时机：全夜满足慢波阈值时触发。
* sham：算法运行但无电流。
* 结果：次日新学习下降信号，需要独立复制。

### E026：颅内记录下的连续慢频 tACS

* 设备与位置：多种常规刺激器与额枕/受手术限制的 montage；颅内电极记录。
* 输出：`0.75/1 Hz`，通常 `0.3-2 mA`，5-10 分钟块。
* 时机：清醒静息或 NREM 中连续施加。
* 对照：跨协议不同；另有节律粉红噪声阳性控制。
* 结果：测得弱脑内场，但未见稳定急性睡眠纺锤牵引。

### E016：为什么这些协议不能直接排名

E016 汇总截至 2020 年 2 月的 40 项睡眠 tES 研究。设备、直流/交流类型、电极面积与位置、电流密度、ramp、睡眠阶段、刺激块和终点高度异质，客观睡眠结构结果冲突，无法进行定量 meta-analysis。因此，跨论文比较设备与时机的用途是识别变量和设计匹配实验，而不是从异质研究中选出“最佳参数”。

### 对“什么时候刺激”的当前答案

* `睡前连续刺激`：E002 只支持刺激后频谱变化，不支持改善睡眠。
* `进入 N2/N3 后开环刺激`：E010 没有复现记忆获益。
* `SWS 事件块触发`：E012 能改变微结构，但行为无获益。
* `慢波上升相闭环`：E011/E013 说明累计事件可能产生非线性甚至次日代价，不能采用“越多越好”。

所以目前没有一种被本地证据证明为“最佳”的睡眠电刺激时机。更合理的下一实验是比较同一硬件、同一脑内剂量下的睡前、NREM 开环和相位闭环，并预注册次日功能。

## 深部电刺激：Temporal Interference

### E003：小鼠 TI 奠基实验

* 设备：定制双隔离平衡恒流源；通道不平衡 `<1%`，THD `<0.4%`（10 kHz），载波串扰/隔离单独验证。
* 物理：`f1/f2` kHz 场形成 `delta-f` 包络；包络依赖两个场的矢量方向。电极距离与电流比可转向，但深度增加伴随峰值下降和范围变宽。
* 细胞：皮层总 200 microA、海马约 733 microA 的 `2/2.01 kHz` TI 产生约 10 Hz spike/burst；匹配单载波无持续响应。
* 开关：0.25 秒 ramp 可产生瞬态 spike，0.5 秒 ramp 消失；必须把 ramp 作为剂量参数。
* 选择性：125+125 microA、10 秒 on/off、20 分钟；90 分钟后海马 c-Fos 强、抽样皮层近零，但不是同时多层电生理。
* 转向：9 只麻醉小鼠、总电流约 776 microA，改变电流比改变肢体/胡须/耳运动侧化。
* 安全：5 只/组、24 小时有限组织标志物；6 只、500+500 microA 载波 60 秒温度；不支持人体或长期安全。

### E004：海马区域目标参与

* 设备：定制双隔离平衡电流源；四个 `1.5 x 1.5 cm` 自粘 TENS 电极。
* 输出：`2.000/2.005 kHz` 载频，形成 `5 Hz` 包络；1:1 条件每对 `2 mA`，1:3 条件为 `1 mA + 3 mA`。
* 时机：fMRI 每条件 96 秒；行为实验在编码任务期间持续刺激，总计 `44.53 +/- 3 min`。
* sham：fMRI 为 ramp 后立即归零；行为实验加入开始和区块边界短刺激。
* 边界：支持相对包络转向与海马 BOLD 调节，不支持海马解剖独占或治疗睡眠。

### E018：25 个体头模的 TI 剂量变异

* 数据：40 人 T1 数据中 15 人因分割错误排除，最终 25 人（12 女/13 男，`25 +/- 3` 岁）；SimNIBS 3.0 默认各向同性电导率。
* 电极/电流：1 cm 橡胶圆电极、2 mm paste；TI 每对 1 mA、1:1；目标为左海马、左运动区、丘脑。
* montage：海马 AFz-P7/AF4-P9；运动 F1-CP1/FC1-CP3；丘脑 F7-PO7/F8-PO8。
* 平均 ROI 包络：海马 `.10 +/- .01 V/m`，运动 `.13 +/- .02`，丘脑 `.08 +/- .01`。
* coverage：ROI `>.1 V/m` 为海马 `52.04 +/- 25.33%`、运动 `81.42 +/- 22.2%`、丘脑 `10.77 +/- 13.38%`。
* 相对 tACS：TI 全脑包络覆盖更小，但比较波形/电流比不同，且未计总 carrier field；ROI 外峰仍高于 ROI 内峰。
* 边界：纯模型、无神经/感觉/安全结果；`.1 V/m` 是描述阈值，不是 activation threshold。

### E019：TI 差频记录伪迹

* 原理：两载波独立生成可避开 generation-stage baseband；叠加信号进入非线性 ADC/放大器后仍会产生 difference/harmonics。
* MEG：Elekta Triux、5 kHz、1 mA；500/1000 Hz carriers、10/11/23 Hz differences，phantom 有低频峰。
* passive EEG：BrainAmp 16-bit、5 kHz、受量程限制只用 .1 mA；phantom 有低频峰。
* active EEG：actiChamp 24-bit、10 kHz、1 mA；测试条件下未见明显低频峰，noise floor `<.1 microV2/Hz`。
* 警告：input clamping 可在显性 clipping 前失真；只满足 Nyquist 也不足以保真 carrier amplitude。
* 边界：melon phantom、无已知 neural source、无人体/闭环；“未见 artifact”不等于“人体峰是 neural”。

### E020：帕金森 STN 区域患者先导

* 设备：NervioX-1000；MRI 个体化 montage；10 mm 镀金铜盘电极固定于 10-10 EEG 帽。
* 输出：`2.000/2.130 kHz`，形成 `130 Hz` 包络；示例电流为 `2.0 + 1.6 mA`。
* 位置：示例为 FT9-P7 与 FT10-P8，实际按更受累侧和个体模型调整。
* 时机：停药至少 12 小时后单次刺激 20 分钟；立即、30 分钟和 60 分钟评估。
* active sham：两对均为 2.000 kHz 且反相，不产生 130 Hz 差频包络。
* 边界：短时运动评分信号，不是长期疗效，也没有直接 STN 电生理验证。

### E005：2025 TI 领域 Perspective 给出的实验清单

E005 没有新设备、受试者或刺激会话，不能复制成一组实验参数。它的用途是规定下一代人体 TI 实验至少要完整回答什么：

* 输出：两个载频、差频包络、每通道峰值与总电流、相位、ramp、通道隔离和谐波失真。
* 空间剂量：全部电极和接触条件、个体头模、目标与 off-target 的包络和总 carrier field；不能只展示 atlas 上的包络峰。
* 反事实：短 ramp sham 之外，加入等载频 active control、控制差频或替代靶点，分别检验 carrier、频率和空间特异性。
* 目标参与：模型不是生物读出；应结合 fMRI、颅内记录或其他独立深部指标，并与行为终点分层。
* 记录链：EEG/MEG 先做无生物 phantom 假阳性和已知低频源保真，确认 ADC 动态范围、carrier sampling 与滤波不会制造或抹去差频峰。
* 转化：当前人体 tTIS 是亚阈值、厘米级技术；重复疗程必须报告逐次不良事件、盲法、剂量漂移和持续结局，不能用短期 250 多次会话替代慢性安全。

返回[协议图谱](/protocol-atlas) · 查看[论文卡](/evidence/papers) · 查看[睡眠决策矩阵](/sleep/decision-matrix)