中国科学院自动化研究所脑网络组与脑机接口北京市重点实验室研制出全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS）这一科研成果，介绍了该设备的优势、技术突破、人体试验情况以及其在临床和科研中的应用潜力。
近日，一则振奋人心的科研消息传来。中国科学院自动化研究所脑网络组与脑机接口北京市重点实验室成功研制出全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS）。这一重大科研成果已在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上发表，标志着我国在该领域取得了领先地位。
可穿戴rTMS设备的成功问世，堪称精神疾病治疗领域的一场重大变革。在抑郁症、脑卒中、成瘾等精神疾病的治疗方面，它宛如一颗璀璨的新星，为患者带来了更便捷、更有效的治疗新选择。患者无需频繁前往医院，在家中、社区里就能接受治疗，极大地改善了患者的就医体验。同时，它也为脑科学研究提供了一件崭新且强大的工具，有助于推动脑科学研究迈向新的高度。
该团队在研发过程中克服了重重困难，成功突破了两大关键技术难题。首先是轻量级磁芯线圈设计，这一设计堪称巧妙。它极大地降低了TMS单脉冲的能量损耗，使其降至传统商用rTMS设备的1/10以下。同时，将最大功率从10 kW大幅降至800 W，在如此节能的情况下，还能保证刺激强度和线圈重量维持不变，这无疑是一项了不起的成就。其次是高功率密度高压脉冲驱动技术，该技术将驱动器的功率密度提高至传统商用rTMS设备的10倍以上，主机的重量也从55公斤锐减至3公斤，并且实现了由电池供电，真正做到了全场景的可穿戴应用，让设备摆脱了诸多限制，使用起来更加灵活自由。
为了验证设备的性能，团队进行了人体试验。在试验中，该设备成功诱发了手部和腿部的运动诱发电位（MEP），并首次在自由行走过程中实现了rTMS神经调控。这一成果意义非凡，它揭示了中枢神经系统和不同肢体肌肉活动之间的动态相互作用，为进一步研究人体神经机制提供了宝贵的数据和新的思路。
可穿戴rTMS设备在临床和科研领域展现出了巨大的应用潜力。在临床方面，它为抑郁症等神经精神疾病的治疗提供了全新的解决方案。患者可以随时、随地、随身使用该设备，这不仅显著扩大了受益群体，还大大降低了就医成本，提高了患者的治疗依从性。在科研方面，该设备为研究自然场景下脑功能的动态变化提供了全新的工具，有助于因果地验证自由运动过程中不同脑区的功能。而且，在未来，可穿戴的rTMS设备还有望与脑电、近红外等非侵入式脑信号检测技术相结合，让闭环脑机接口从实验室走向真实场景的大规模应用成为可能，这无疑将为脑科学和医学领域带来更多的惊喜和突破。
据悉，该论文的共同第一作者为脑网络组与脑机接口北京市重点实验室的戚自辉副研究员和刘浩高级工程师，蒋田仔研究员为通讯作者。论文的主要合作者还包括左年明研究员、宋明研究员、樊令仲研究员、杨正宜副研究员、金芳助理研究员以及王一航、卢雪峰工程师等。
本文围绕中国科学院自动化研究所脑网络组与脑机接口北京市重点实验室研制的全球首款电池供电可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备（rTMS）展开，介绍了设备研制成功的意义、技术突破、人体试验成果以及其在临床和科研方面的应用潜力，展现了我国在该领域的科研实力和创新成果，此设备有望为精神疾病治疗和脑科学研究带来新的发展。
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