[发明专利]基于格兰杰因果检测经颅磁刺激对工作记忆影响的方法

说明书

本发明为一种基于格兰杰因果检测经颅磁刺激对工作记忆影响的方法，包括以下步骤：第一步、对目标对象进行经颅磁刺激，在目标对象的头部植入微电极；第二步、令目标对象执行T‑迷宫行为学任务，通过微电极采集目标对象前额叶皮层的局部场电位信号，对局部场电位信号进行预处理，提取gamma频段；第三步、利用格兰杰因果算法计算gamma频段中每个微电极通道之间的GC值，将GC值作为特征参数构建格兰杰因果网络，GC值的大小和格兰杰因果网络的格兰杰因果密度反映了经颅磁刺激对目标对象工作记忆的影响。该方法通过采集目标对象的前额叶皮层的局部场电位信号，并分析神经节律的格兰杰因果性，从而反映目标对象的工作记忆和认知功能。

技术领域

本发明涉及神经刺激技术领域，特别是涉及一种基于格兰杰因果检测经颅磁刺激对工作记忆影响的方法，用于检测不同模式经颅磁刺激对目标对象工作记忆的影响。

背景技术

经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation，简称TMS)是一种无创的神经调控技术，在探索大脑高级认知功能及神经精神疾病临床领域已得到广泛关注和应用。经颅磁刺激技术可以通过调节神经元的兴奋性来刺激特定大脑皮层，从而改善正常受试者和记忆功能受损患者的工作记忆功能。

高频重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)可以刺激大脑皮层，能够有效改善患者的工作记忆功能，目前广泛应用于血管性痴呆、阿尔茨海默症、脑卒中和抑郁症等神经精神类疾病的治疗。有研究者利用5Hz高频rTMS作用于左侧背外侧前额叶皮层，能够改善由睡眠剥夺导致的工作记忆障碍，并且5Hz高频rTMS能够增加正常年轻人和老年人完成视觉工作记忆任务的正确率，但对于提高工作记忆的效果并不明显。随着经颅磁刺技术的发展，在标准的rTMS的基础上，为模拟中枢神经系统动作电位爆发性放电模式，借鉴电生理实验中能够诱导长时程增强的theta节律电刺激，提出了theta节律刺激(theta burst stimulation，TBS)模式的经颅磁刺激。研究者发现间歇性theta节律刺激(intermittent theta burst stimulation，iTBS)和假刺激均可以使正常受试者对工作记忆任务产生明显的练习效应，而连续性theta节律刺激(continuous thetaburststimulation，cTBS)无法使受试者对工作记忆任务产生练习效应，进一步证明了iTBS对大脑皮层兴奋性具有增强作用，iTBS在短期作用后对皮质兴奋性更有效，cTBS对大脑皮层兴奋性具有抑制作用。

然而，现有技术并未研究上述不同模式的经颅磁刺激对工作记忆的影响，为选择经颅磁刺激模式，以改善工作记忆障碍带来了困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于格兰杰因果检测经颅磁刺激对工作记忆影响的方法。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于格兰杰因果检测经颅磁刺激对工作记忆影响的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步、对目标对象进行经颅磁刺激，在目标对象的头部植入微电极；

第二步、令目标对象执行T-迷宫行为学任务，通过微电极采集目标对象前额叶皮层的局部场电位信号，对局部场电位信号进行预处理，提取gamma频段；

第三步、利用格兰杰因果算法计算gamma频段中每个微电极通道之间的GC值，将GC值作为特征参数构建格兰杰因果网络，GC值的大小和格兰杰因果网络的格兰杰因果密度反映了经颅磁刺激对目标对象工作记忆的影响。

所述经颅磁刺激包括高频重复经颅磁刺激、间歇性theta节律刺激和连续性theta节律刺激三种模式，这三种模式的经颅磁刺激分别作用于各自的目标对象。