基于脑电的磁刺激穴位复杂脑功能网络构建与功效研究

The project combines high-resolution electroencephalography (EEG) analysis method and complex nonlinear network technology to study brain function mechanism. Firstly, the characteristics of evoked potentials will be studied when acupoint is given magnetic stimulation. Secondly, the correlation characters as well as the causality between EEG channels will be analyzed and the synergy-feedback mechanisms of different brain function regions will also be investigated. Thirdly, for different acupoint stimulation modes, brain functional network with the evoked associated cortical regions will be constructed respectively from the high-resolution EEG signals. Fourthly, using complex network analysis techniques, the brain network structure, network attributes and the core region under different stimulation patterns will be analyzed and compared. Finally, combined with the Chinese medicine acupuncture theory, the efficacy of transcutaneous acupoint magnetic stimulation in neural function adjustment will also be studied, which will provide a basis for brain disease treatment and prediction in clinical application. This project involves traditional Chinese medicine, electromagnetic technology, information technology, neuroscience and many cross-disciplinary researches, which has important academic research and clinical application value.

本课题将高时间分辨率的脑电技术和复杂非线性网络技术相结合，研究磁刺激穴位诱发脑电信号特征，分析各通道数据的关联特性和因果关系；探索与不同刺激强度、频率以及不同穴位刺激相关的脑功能分区及其相互之间的协同信息传递机制；研究不同磁刺激状态下的大脑各功能区域之间的关联网络结构，构建基于高分辨率脑电信号的脑功能网络；通过复杂网络分析技术，研究不同磁刺激状态下脑网络的拓扑结构、网络属性、核心区域的差异和性能；与中医针灸理论相结合，探索不同穴位磁刺激下所构建出的脑网络在神经功能调节的作用效应，为磁刺激穴位在脑疾病治疗和预测等临床应用提供依据。本课题涉及中医学、电磁技术、信息技术、神经科学等诸多学科交叉研究，具有重要学术和临床应用价值。

本项目将EEG成像技术与磁刺激穴位相结合，采用复杂网络理论，研究了磁刺激穴位对脑功能的影响。项目分析了健康被试不同刺激参数以及不同穴位刺激的相关脑功能分区及其相互之间的协同信息传递机制；研究了亚健康失眠和脑疲劳状态下的不同磁刺激状态下的大脑各功能区域之间的关联网络结构，构建了基于高分辨率脑电信号的脑功能网络；通过复杂网络分析技术，研究了不同磁刺激状态下脑网络的拓扑结构、网络属性、核心区域的差异和性能。项目按计划顺利完成了各项研究内容，共发表课题相关学术论文19篇，其中SCI检索期刊论文7篇，EI检索期刊论文6篇，EI检索会议论文2篇，中文核心期刊论文3篇。培养博士毕业1人，博士在读2人，硕士毕业3人，其中1人获得河北省优秀硕士论文，参加国内、外相关学术会议21人次，邀请国内、外专家做学术报告5人次，举办相关学术会议3次。研究发现磁刺激穴位可引起大脑功能网络连接变化，不同刺激参数、不同刺激穴位的作用效应也不相同，磁刺激穴位可改善失眠、脑疲劳等状态，为中医针灸同时也为磁刺激技术的临床应用开拓了新思路。