【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学工程，更具体地，涉及一种通过调控脑电振荡特性改善记忆功能的脑神经调控系统。
技术介绍
1、中枢神经退行性疾病、脑缺血和脑外伤等造成中枢神经功能，尤其是学习记忆功能损伤，甚至造成认知障碍。伴随此类神经功能损伤，往往出现脑电图异常。现有针对学习记忆功能损伤和认知障碍的治疗方法，主要采取给予神经营养类药物和化合物。然而由于血脑屏障的存在，药物治疗的效果不佳。并且，神经保护与营养药物治疗对于脑电图异常的纠正作用不显著。因此，针对学习记忆功能增强和改善治疗，急需开发建立即时、有效的创新治疗技术。
2、目前，以电生理调控为技术原理基础的电刺激治疗，为包括脑ad在内的多种中枢神经系统退行性疾病治疗带来新的治疗手段和希望。1985年turnbull团队报道了世界上首例采用深脑电刺激(dbs)治疗ad型老年痴呆症的病例。术后pet/ct显示刺激侧不同脑区与对侧相较存在差异。2008年，lozano团队发现对病理性肥胖患者进行下丘脑/穹窿深脑电刺激能够显著增强患者的注意力、语言学习能力和空间记忆功能。对该患者的脑电图溯源分析提示，以海马和海马旁回为主的颞叶内侧结构得到激活，表明下丘/穹隆-电刺激可调节患者的边缘系统活动，提高记忆功能。现有的脑电刺激主要采用直流、交流、脉冲波电刺激，然而刺激参数与治疗效果之间的关联关系并不明确。
3、脑电图中的伽马波振荡(γ振荡)分属脑电中的高频波段，频率在25-100hz之间，存在于大脑多数重要功能区域，如嗅球、丘脑、海马和各种感觉和运动皮层等部位，是神经网络活动的一种
4、在现有技术中，基于动物实验的研究发现，采用40hz闪光刺激转基因ad小鼠(5xfad)，可以在脑内多个区域引起γ振荡的恢复性增强，并能减少淀粉样斑块沉积和改善ad认知功能。尽管这一研究成果十分显著，然而闪光刺激应用于临床病人，将造成严重的视觉和情绪刺激，病人依从性非常差。
5、近期一项临床研究证实，针对颞叶-海马区域的40hz经颅电刺激能够对ad患者产生显著疗效。该研究招募了50名ad患者，进行为期六周、每周五天、共计三十次的治疗。在干预前、后进行认知评估，并检测血清中淀粉样蛋白的变化。结果显示，双侧颞叶-海马区域的经颅电刺激治疗显著改善了ad患者的认知功能；认知功能的提升伴随了血清中淀粉样蛋白标记物的显著降低。由于电刺激治疗的针对性分子、细胞机制不明，造成电刺激治疗的治疗参数条件：刺激频率、强度(幅值)、刺激时间等均没有量化定义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种通过调控脑电振荡特性改善记忆功能的脑神经调控系统。该系统包括：
2、模型建立单元：用于建立经颅电刺激模型，并利用设置的刺激电极以预定的刺激模式对目标进行颅内伽马电刺激；
3、脑电检测单元：用于利用设置的测量电极，收集电刺激过程中测量电极区域的脑电波；
4、调控单元：用于通过对脑电波实时分析，测定电刺激前后伽马振荡能量变化，以筛选出优化的电刺激参数；
5、行为学评估单元：对接收所述优化的电刺激参数的目标和未接收电刺激的目标分别进行水迷宫行为学评估，获得刺激频率与目标学习记忆功能之间的关联关系。
6、与现有技术相比，本专利技术的优点在于，针对学习记忆功能损伤时伴随的脑电伽马波振荡能量减弱，采用例如阿尔茨海默症小鼠为模型，进行微创的特定频率正弦交流电刺激，实现针对异常脑电伽马波的即时调控，以实现对小鼠学习记忆功能的有效改善。
7、通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
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1.一种通过调控脑电振荡特性改善记忆功能的脑神经调控系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刺激模式包括直流电、直方直流电、正弦交流电；频率设为0-130赫兹；刺激强度设置为50-250微安；刺激时间设置为1小时/天，连续刺激7天。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述经颅电刺激模型是5xFAD小鼠经颅电刺激模型。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述优化的电刺激参数是40赫兹正弦交流电，电流为100微安，刺激时间设为1小时/天并连续刺激7天。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刺激电极在目标的在皮下埋置，并在电极置入24小时后，进行颅内伽马电刺激疗程。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量电极设置为两对，并埋植在目标的头皮下。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：利用所述优化的电刺激参数对目标进行电刺激，以改善脑电图伽马振荡能量和学习记忆功能。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刺激电极的直径是1.6毫米
9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述行为学评估单元执行游泳训练实验和测试实验，对于每次训练实验，将小鼠置于水池中，并在规定时间内到达逃脱平台；对于在规定时间内未到达平台的小鼠，将其引导至平台并允许在平台上停留设定时间；在测试实验期间，测量目标象限游泳时间，作为学习记忆功能的评估标准。
...【技术特征摘要】
1.一种通过调控脑电振荡特性改善记忆功能的脑神经调控系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刺激模式包括直流电、直方直流电、正弦交流电；频率设为0-130赫兹；刺激强度设置为50-250微安；刺激时间设置为1小时/天，连续刺激7天。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述经颅电刺激模型是5xfad小鼠经颅电刺激模型。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述优化的电刺激参数是40赫兹正弦交流电，电流为100微安，刺激时间设为1小时/天并连续刺激7天。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刺激电极在目标的在皮下埋置，并在电极置入24小时后，进行颅内伽马电刺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩，宋冰，王言，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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