脑血流量和 tDCS

目的 1：确定不同刺激强度对相对脑血流 (rCBF) 的影响。

目前，研究人员使用 tDCS 作为一种干预方式来调节大脑的兴奋性，在运动诱发电位和身体表现方面都有可测量的变化。 然而，由于大多数电极的尺寸相对较大，以及大脑的电动力学，目前尚不清楚哪些特定的大脑结构受到刺激以及刺激机制（例如，刺激穿透力和目标区域外受影响的区域）如何变化以不同的强度。 研究人员假设 DLPFC（目标区域）的局部 CBF 将随着刺激强度的增加而以剂量依赖性方式增加。 此外，假设 DLPFC 周围的区域将越来越多地受到更高刺激强度的影响。

目标 2：对比经颅直流电刺激对健康受试者和多发性硬化症患者相对脑血流量的影响。

与健康同龄人相比，PwMS 通常表现出葡萄糖代谢减退，并且由于 CBF 和葡萄糖代谢高度耦合，因此 CBF 可能会出现类似的趋势。 此外，tDCS 已被证明可有效增加两种人群的皮质兴奋性和葡萄糖代谢。 然而，仍然不确定的是，对于相同的刺激强度，PwMS 和健康受试者是否会经历相同数量的活动增加。 研究人员假设，与相同刺激强度的健康对照相比，PwMS 在 DLPFC 和周围区域的 rCBF 将经历更大的增加。

目标 3：扩展我们对健康受试者和多发性硬化症患者在更高电流强度下经颅直流电刺激的安全性和有效性的理解。

尽管在强度 > 2 mA（即高达 4 mA）下执行 tDCS 的可行性和安全性方面进行了一些工作，但大多数 tDCS 研究的惯例是使用小于或等于 2 mA 的强度。 这足以在兴奋性和绩效结果方面产生可衡量的非法影响。 然而，增加强度以增强给定刺激方案（例如，时间或强度）的效果或可能进入更深的大脑区域的潜在好处证明了进一步探索 > 2 mA 的电流强度是合理的。 在健康和临床（例如，PwMS）受试者中添加更高强度的安全协议也很重要。 研究人员假设健康受试者和 PwMS 都能很好地耐受更高的强度（即 > 2 mA）。 此外，研究人员假设更高的刺激强度不会产生严重的副作用。 强度小于或等于 2 mA 的 tDCS 的现有副作用包括电极部位出现轻微的刺痛、瘙痒和烧灼感；一些受试者报告有短暂的（< 5 分钟）头痛。 在一项测试与这里提出的相似的更高强度的安全性的研究中，在 50% 的受试者中观察到这些相同的副作用。 这种发生率略高于使用小于或等于 2 mA 的研究，但负面影响的幅度仍在安全可容忍的范围内，并且本质上都是短暂的。

I.6 与本项目相关的背景和意义和/或初步研究。

（不要注明“见协议”）经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种非侵入性和耐受性良好的脑刺激技术 (1-4)，可以调节目标大脑区域 (5) 的皮质兴奋性以及大脑血流 (6) 以依赖于极性的方式。

tDCS 电流模型 (7,8) 和使用人体功能性磁共振成像 (fMRI) 测量大脑活动的研究结果 (9-11) 表明 tDCS 可以改变大脑皮层大面积的处理过程。 从这个意义上说，tDCS 的影响可能相对广泛。 因此，虽然 tDCS 引起的神经变化集中在最靠近电极的皮层区域 (12)，但也可能招募更广泛的功能连接区域网络 (9,10,13,14)。 此外，还没有进行系统的调查来确定 PwMS 最有效的电流强度。

有经验证据表明，单次或多次电流强度在 1 到 2 mA 之间持续 20-40 分钟的 tDCS 可以安全有效地用于 PwMS (15-20)。 尽管电流强度 > 2 mA 的 tDCS 被认为是安全的 21，但还没有研究调查在强度 > 2 mA 的 tDCS 期间大脑活动是如何受到影响的。 尽管 PwMS 中更高强度 tDCS 的安全性最初可能是根据以前使用经历过中风的受试者所做的工作 (21)，但也有人建议需要对其他人群进行更高强度刺激的安全性进行更多研究，以便在广泛规定比本公约更高的强度之前要尽职尽责 (22)。

已使用 [15O] 水和 [15O] O2 PET（氧代谢指标）研究了 PwMS 中的大脑激活 (23)。 据报道，在 PwMS 中，脑血流量和灰质和白质中的氧代谢普遍减少 (24)。 此外，这些研究表明，氧代谢减少的程度与较差的认知表现和扩展残疾状态量表 (EDSS) 相关，并且脑氧代谢减退的程度与复发次数相关 (25)。

假设灌注和代谢紧密结合，反映出葡萄糖的氧化磷酸化是能量产生的主要来源。 因此，CBF 通常被认为是神经元功能和完整性的间接测量 (26)。 新陈代谢与不同大脑区域 (27,28) 的局部 CBF (rCBF) 以及不同意识状态下的全局 CBF (gCBF) 的显着关联支持了这一点 (29)。

通过这项研究，研究人员将能够证实 rCBF 是否受到 tDCS 的影响，评估与不同电流相关的信号变化量，并测量健康受试者和 PwMS 之间刺激反应性下 CBF 分布的差异。 目的是研究健康受试者和 PwMS 经颅直流电刺激不同强度（1 mA、2 mA、3 mA、4 mA）后 rCBF 的变化。 该设计是 10 名健康受试者和 10 名 PwMS 的横截面原理研究证明。