近日，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所腦網(wǎng)絡(luò )組與腦機接口北京市重點(diǎn)實(shí)驗室研制全球首款電池供電的可穿戴閾上重復經(jīng)顱磁刺激設備（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）的一項重大突破，它將為患者帶來(lái)更便捷、更有效的治療選擇，實(shí)現家庭、社區治療，同時(shí)也為腦科學(xué)研究提供了新的工具。

團隊突破了輕量級磁芯線(xiàn)圈設計和高功率密度高壓脈沖驅動(dòng)技術(shù)兩大難題。輕量級磁芯線(xiàn)圈設計將TMS的單脈沖的能量損耗降至傳統商用rTMS設備的1/10以下，最大功率由10 kW降至800 W，同時(shí)刺激強度和線(xiàn)圈重量維持不變；高功率密度高壓脈沖驅動(dòng)技術(shù)將驅動(dòng)器的功率密度提高至傳統商用rTMS設備的10倍以上，將主機的重量由55公斤降至3公斤，并由電池供電，實(shí)現全場(chǎng)景的可穿戴應用。

在人體試驗中，該設備成功誘發(fā)了手部和腿部的運動(dòng)誘發(fā)電位（MEP），首次在自由行走過(guò)程中實(shí)現了rTMS神經(jīng)調控，揭示了中樞神經(jīng)系統和不同肢體肌肉活動(dòng)之間的動(dòng)態(tài)相互作用。

可穿戴rTMS設備在臨床和科研中具有巨大的應用潛力。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(chǎng)景的解決方案，實(shí)現患者隨時(shí)、隨地、隨身的使用，顯著(zhù)擴大受眾群體，降低就醫成本并提高治療依從性。另一方面，該設備為研究自然場(chǎng)景下腦功能的動(dòng)態(tài)變化提供了全新工具，有助于因果地驗證自由運動(dòng)過(guò)程中不同腦區的功能。此外，可穿戴的rTMS設備未來(lái)可與腦電、近紅外等非侵入式腦信號檢測技術(shù)結合，讓閉環(huán)腦機接口從實(shí)驗室走向真實(shí)場(chǎng)景的大規模應用成為可能。

該論文的共同第一作者為腦網(wǎng)絡(luò )組與腦機接口北京市重點(diǎn)實(shí)驗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(lèi)腦研究”重大項目和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。

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

查看論文

可穿戴式重復經(jīng)顱磁刺激

來(lái)源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所