刺激波形形状如何影响脑网络中的集体振荡

脑振荡源于解剖学连接的神经群体之间的非线性相互作用，在短暂协调与去同步化状态之间交替变化。经颅交流电刺激（tACS）能够调制这些动力学过程，但现有研究大多聚焦于频率和振幅，而对波形形状的探索相对不足。本文采用一个受人类经验性结构连接约束的、由时延耦合 Stuart--Landau 振子构成的全脑模型，以确定正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲刺激如何重塑自发性 α 频段活动。所有波形均以相同的频率和振幅施加于后部顶枕区。网络响应通过 Kuramoto 序参量、谱熵以及瞬时 α 爆发的亚稳态振荡模式进行量化。正弦波和脉冲刺激产生了最强效应，表现为全局同步性增强，同时亚稳态性和谱熵降低，这与系统从富含波动的状态转变为相干且频谱集中的状态一致。这些波形还将间歇性的 α 爆发转变为持续时间更长或近乎连续的振荡事件。相比之下，方波、三角波和锯齿波降低了同步性，同时在很大程度上保留了亚稳态性，从而产生较弱且更为碎片化的调制效应。这些发现表明，波形形状是决定节律性刺激效应的关键因素，也是神经调控设计中的一个具有原则性的参数。

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