前沿 | 从脑网络到自主神经系统:TIBS与taVNS为何受到越来越多研究关注?

脑机接口星球 2026-06-29 09:00

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近年来,神经调控技术已成为脑科学、心理学、康复医学和运动科学等领域的重要研究工具。从TMS、tDCS,到近年来备受关注的TIBS和taVNS,研究者正尝试通过非侵入方式调节神经系统活动,以探索认知、情绪、睡眠、自主神经功能及相关疾病的神经机制。


值得关注的是,近年来神经调控研究正在发生一个明显变化:研究对象正从单一脑区逐渐扩展到更广泛的脑-身体网络


越来越多研究认为,认知、情绪、睡眠和恢复等复杂功能不仅与大脑活动有关,也与自主神经系统状态密切相关。神经内脏整合模型(Neurovisceral Integration Model)提出以前额叶、扣带回、岛叶和边缘系统等脑区构成的中央自主神经网络(CAN),能够持续调节自主神经活动,并实现大脑高级功能与机体生理状态之间的信息整合。认知控制、情绪调节和压力应对并非独立过程,而是脑网络与自主神经系统动态协同调控的结果。


在此背景下,以TIBS为代表的脑网络调控技术,以及以taVNS为代表的自主神经调控技术,正在成为神经调控领域的重要研究热点。

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TI:深部脑区调控为何成为研究热点?

时间干涉神经调控(TIBS)是近年来备受关注的新型非侵入式神经调控技术之一。其核心特点在于具有实现对深部脑区精准聚焦调控的潜力,同时兼具安全性、可及性与便携化等优势,因此逐渐成为脑科学和神经调控领域的重要研究方向。


TIBS通过头皮电极向脑内输入两组具有微小频率差的高频电流,这两组电场在大脑深部目标区域发生干涉,形成神经元可响应的低频包络信号,实现对深部核团的选择性兴奋或抑制。自TIBS技术提出以来,相关研究已从动物实验逐步扩展到人体研究,并在深部脑区调控机制探索方面展现出重要研究价值。目前,TIBS技术的潜在应用方向主要聚焦在四大领域:

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随着TIBS研究从概念验证逐步走向标准化研究,研究者对于刺激精度、参数重复性、多模态数据同步以及闭环调控能力提出了更高要求。


Neurolux®脑机接口时间干涉神经调控系统专为TIBS调控研究设计,集电刺激主机、导航定位工作站、多用途刺激电极、脑电闭环套件与核磁兼容套件于一体,可支持常规刺激脑电闭环调控核磁扫描下调控以及动物实验等多种研究用途,满足从基础机制研究到临床探索的多层次需求。Neurolux®系统已形成四大核心技术优势精准导航定位脑机闭环调控核磁兼容高性能刺激输出,为TIBS技术的标准化研究与产业化应用提供基础设施支撑。


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taVNS:为什么越来越多研究开始关注迷走神经?

如果说TIBS主要关注脑网络调控,那么taVNS关注的则是连接大脑与躯体的重要神经通路——迷走神经。迷走神经是人体功能最复杂的脑神经之一,参与调节心率、呼吸、炎症反应、消化、应激反应和情绪等多种生理过程。基于耳部独特的迷走神经耳支解剖学基础,研究者能够通过耳部非侵入式刺激,实现对迷走神经相关通路的调控。


近年来,taVNS已广泛用于情绪调节、睡眠、偏头痛、自主神经功能等研究方向。taVNS具有高安全性、高便携性、适合长期研究等优势,逐渐成为自主神经调控领域应用最广的技术之一。


然而在实际科研过程中,刺激位置不稳定、长时间佩戴依从性不足以及实验数据管理困难等问题,都会影响研究质量和实验重复性。针对科研场景的应用需求,欣思宁®taVNS 进行了针对性优化设计:


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欣思宁®

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taVNS


1、刺激参数灵活定义:支持刺激强度、脉宽、频率、刺激时间等核心参数自主设置,满足多样化实验设计需求。


2、刺激定位准确稳定:采用高弹柔性支架,适配不同耳廓形态,佩戴稳固,不易松动、移位和脱落,能够持续保持电极与耳部迷走神经靶点的有效接触,减少因接触不稳定带来的刺激偏差,提高实验一致性。


3、配套科研管理平台:支持多设备同步管理、多被试平行实验、被试档案管理及刺激记录追溯,为规范化学术研究提供坚实的数据支撑。


4、被试使用依从性高:入耳式颈挂可穿戴设计,长时间佩戴无压迫感大幅提升被试的实验依从性,适配过夜睡眠监测、长期居家随访等高难度、长时程的真实世界科学研究。


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使用taVNS进行睡眠研究


5、多模态音频协同:内置蓝牙音频模块,支持声学刺激(音乐、节律声音、白噪声等)与taVNS同步干预设计,为“听觉皮层-迷走神经”协同调控等前沿课题提供闭环实验条件。



脑—自主神经协同调控正在成为新方向

过去,脑刺激技术和外周神经刺激技术往往被视为两条独立的研究路线。但近年来,越来越多研究开始关注脑网络和自主神经系统之间的协同作用。例如,在工作记忆和注意力控制等研究中,前额叶相关脑活动变化往往伴随HRV等自主神经指标变化。因此,同时从脑与躯体两个维度观察神经调控效应,正逐渐成为神经科学研究的重要方向。



一个典型方案:TI + taVNS + 多模态监测

对科研团队而言,神经调控设备的价值不仅在于完成刺激,更在于帮助研究者回答科学问题。以认知调控研究为例,一个典型研究方案通常包括三个层面:


  • 干预层:通过TIBS精准调控目标中枢脑网络,通过taVNS调节外周自主神经功能,构建脑-自主神经双通路协同干预体系。

  • 监测层:同步采集HRV、EDA、ECG和睡眠等连续生理数据,观察自主神经状态与恢复过程变化。


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睿络维 Ralovi 可穿戴多模态生理信号采集设备

睿络维 Ralovi 系列可穿戴多模态生理信号采集设备可同步采集EDA、PPG、HR、HRV、SpO₂、EMG、ECG、皮肤温度及九轴运动等十余种信号,覆盖生理、运动及环境参数;数据准确度对标金标准,且支持自然场景下长时间可靠运行。添加文末联系人,了解更多产品相关信息。

  • 评价层:结合Stroop、N-back、Go/No-go等经典行为学任务,对干预前后的认知表现进行量化评价。


三者整合后,研究者能够从脑网络、自主神经和行为表现三个层面系统观察神经调控效应,为机制研究和干预优化提供更加全面的证据支持。


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从单一脑区到脑网络,从中枢神经到自主神经,从单一技术到多模态方案,神经调控研究正走向系统化与精细化。TIBS与taVNS分别代表脑网络调控和自主神经调控的重要技术路线,多模态连续生理监测则为理解神经系统响应提供了关键窗口。


如果您正在开展脑科学、认知神经科学、心理学等相关研究,欢迎添加文末联系人与我们沟通交流,共同探索神经调控研究的更多可能。

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