[发明专利]改善认知功能的经颅刺激的系统、计算机可读介质、方法

说明书

描述了改善认知功能的经颅刺激的系统、计算机可读介质、方法。在操作期间，所述系统基于受损的白质来生成定制的刺激模式。此外，获取表示受试者的自然脑部振荡的数据。最后，在所述受试者醒着时，与所述自然脑部振荡同相地并且基于所述定制的刺激模式来启用一个或更多个电极。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年10月24日提交的美国申请No.15/332,787的部分继续申请，美国申请No.15/332,787是2015年10月23日提交的美国临时申请No.62/245,730的非临时申请，其全部内容通过引用并入于此。

本申请还是2017年7月18日提交的美国临时申请No.62/534,133的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

本申请还是2017年10月11日提交的美国临时申请No.62/570,669的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

政府权利

本发明以美国政府合同号W911NF-16-C-0018和美国政府合同号N66001-16-c-4058下的政府支持来进行。政府在本发明中具有特定权利。

技术领域

本发明涉及大脑刺激系统，更具体地，涉及改善创伤性脑损伤后的认知功能的经颅刺激系统。

背景技术

创伤性脑损伤(TBI：Traumatic Brain Injury)通常会导致大脑损伤，这会对受试者的生活质量产生严重而持久的影响。TBI某种程度上选择性地损坏了大脑的远程连接(long-range connection)或白质(纤维束(fiber tract))(参见引入参考文献列表中的参考文献No.1和No.2)，从而导致跨大脑区域的同步活动的中断。白质是包含最大浓度的深远轴突的脑组织类型，其将信息运送至大脑的较远部分。当使大脑区域的活动模式同步时，这些区域会最有效地交流信息。TBI破坏这种同步的程度与功能丧失的程度直接相关(参见参考文献No.3)。因此，迫切需要改善TBI后的认知功能。

过去，经颅刺激已被用于改善TBI患者的认知功能(参见参考文献No.5)。然而，所使用的刺激不是受试者或损伤专用的，并且没有专注于使皮层振荡同步。结果，非针对性的刺激不太可能纠正被认为是轻度至中度TBI的功能丧失的主要因素的长期交流中断。非针对性的tDCS已被用于在全局范围内提高同步性，但并没有针对同步性被中断的特定区域。

如上文提到的，先前的工作只是以非专用模式来向大脑施加刺激而并未被设计成增强同步性(参见参考文献No.5)，或者仅仅专注于健康个体的全局同步性提高，而与TBI患者的特定类型的同步性丧失无关(参见参考文献No.6和No.7)。这样的系统无法治疗TBI的长期影响。

因此，持续需要一种以专用模式向大脑施加刺激以增强同步性和认知功能的系统。

发明内容

本公开致力于提供一种改善认知功能的经颅刺激系统。在各种实施方式中，所述系统包括一个或更多个处理器以及存储器，所述存储器是编码有可执行指令的非暂时性计算机可读介质，使得在执行所述指令时，所述一个或更多个处理器执行多个操作，诸如：基于受损的白质来生成定制的刺激模式；获取表示受试者的自然脑部振荡的数据；以及在所述受试者醒着时，与所述自然脑部振荡同相地并且基于所述定制的刺激模式来启用一个或更多个电极。

在又一方面，包括具有多个电极的头颅帽。

在又一方面，所述系统还执行以下操作：当所述受试者睡着时并且在慢波振荡的正相位期间，基于所述定制的刺激模式来启用所述头颅帽中的一个或更多个电极。

在另一方面，所述定制的刺激模式包括启用所述头颅帽中的至少两个电极，以向所述受损白质的两侧的区域提供同步脉冲。