腦刺激技術

14年巴西世界盃上米格爾·尼科萊利斯團隊的「機械戰甲」讓腦機介面技術走進了全世界人的視野。在神經工程領域，同樣有一項關於大腦的技術在蓬勃的發展——腦刺激技術。

腦機介面技術是通過處理EEG（EcoG）等神經信息來控制計算機或機器人實現特定任務的技術，而腦刺激技術是通過計算機控制刺激裝置來調節或控制大腦活動的技術，主要包括深度腦刺激（DBS），經顱此刺激（TMS）,經顱超聲刺激（TUS）等。

深度腦刺激

深度腦刺激是一種基於電信號的神經調控技術，在大腦皮層下植入兩根電極，通過調節放電的頻率來實現大腦活動的控制，深度腦刺激技術是建立在神經電活動的技術上，主要用於癲癇，帕金森等由於大腦異常放電所引起的疾病，並且取得了不錯的效果，目前已經實現了產品化。但是由於DBS是一種有創的調控技術，有可能對大腦造成二次損傷，並且患者需要長期佩戴這種識別，摘除後會導致疾病的複發。

經顱磁刺激

經顱磁刺激是基於法拉第電磁感應定律的思想設計出來的，大腦可以看作一個複雜結構的導體，同時大腦內部存在著電流活動，如果對這樣一個導體外放置一個較大的磁場的話，勢必會改變其中的電活動。TMS技術在調控機制上與DBS是類似的，都是根據大腦神經元電活動的本質。TMS相比於DBS技術可調節的大腦區域更廣，並且是無創的（不需要植入電極），但是由於磁場的分布並不容易控制在一個較小的範圍內，因此它的空間解析度很低，對大腦深層次的精細結構的調控是一個挑戰。目前，TMS在質量帕金森，抑鬱症等疾病已經取得了較好的療效，已經開始用於臨床治療。

經顱超聲刺激

經顱超聲刺激顧名思義是一種用超聲（頻率大於20KHz的聲波）來進行神經調控的技術，簡單點說就是將超聲探頭

長這樣的

不是長這樣的

放在大腦上，如下圖

目前這種技術還沒有用於臨床，人體實驗也是才剛剛開展，主要是針對動物的。這種技術相比於上兩種技術，主要的優勢在於無創（上圖只是剪去了小鼠的頭皮，當然人體實驗是不用剪頭皮，想想頭皮發麻），還有一個優點就是空間解析度相對較大（這個要強調是聚焦超聲探頭，也有非聚焦的，相對於TMS），目前空間解析度在毫米級別，什麼概念呢？EEG的空間解析度就是這個級別的。但是現在還存在很多問題，它與上兩種方法不同，我沒有電信號，也沒有磁信號，我傳送的機械力，那麼其中的調控機制是什麼呢，這件事大家討論了很久，有說機械效應的，有說熱效應的，有說空化效應的（超聲波會使液體中小氣泡變成大氣泡然後破裂，因為有用這個技術將藥物穿透血腦屏障來治療腦疾病的，跑騙了）。目前主流的認識還是在討論機械效應，但是這種機械波是如何調節神經元活動的，依然是一個謎團。超聲刺激是一項非常有前景的調控技術，雖然它才剛剛起步，但是已經被證實對很對神經疾病有調節作用。

神經調控技術還有很多種，迷走神經刺激，光遺傳等。隨著科學的進步人類對大腦的探究從認識大腦到解讀大腦再到最後的控制大腦，這一步步的提升都在為腦疾病的治療開拓新的思路，也是腦科學發展的必經之路。

腦調控技術相關的東西比較雜，涉及實驗，理論分析（機理，腦電分析，控制模型）等等。不能面面俱到，感興趣或者相關領域的可以互相交流學習。