經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激taVNS與心腦軸核心概念

核心問題與機制概括

taVNS 通過調制耳部特定靶點（如耳甲艇、耳屏內(nèi)）的神經(jīng)輸入，增強前額葉 theta 振蕩活動與副交感神經(jīng)介導的心率變異性（HRV）提升之間的神經(jīng)-心臟耦合，從而優(yōu)化心腦軸反饋環(huán)路功能。進而提升自主神經(jīng)系統(tǒng)的副交感優(yōu)勢，改善心血管適應性（如降低靜息心率、增強壓力應對能力），調節(jié)炎癥反應，并可能改善情緒障礙（如焦慮、抑郁）及認知功能（如注意力調控）。

心腦軸定義

心腦軸（Brain-Heart Axis）指中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）與自主神經(jīng)系統(tǒng)（ANS）通過神經(jīng)、體液通路形成的雙向反饋環(huán)路。迷走神經(jīng)作為核心通路，80%為傳入纖維（心→腦），20%為傳出纖維（腦→心），調控交感-副交感平衡（圖1示意）

圖1：耳部靶點定位（藍/紫=有效，黃/紅=對照）

HUIYING

前饋路徑（腦→心）

神經(jīng)通路機制

taVNS通過刺激耳部迷走神經(jīng)分支（如cymba conchae/耳甲艇），激活腦干核團（孤束核NTS、疑核NA），增強副交感傳出至心臟（圖1）

皮層調控作用

對照點（outer tragus/耳屏外）刺激：alpha/beta頻段額葉活動↑（交感-副交感混合指標SDNN相關）。

真刺激點（cymba conchae）刺激：額頂葉gamma活動↓（抑制交感張力）

額葉theta振蕩（4-7Hz）：主導性調控信號（圖2），與HRV升高（RMSSD/pNN50）正相關，反映前額葉對心臟副交感活動的下行控制

圖2：拓撲圖顯示 theta 頻段前額區(qū)強相關（黃/白色），gamma 頻段干預組廣泛抑制（藍色）

高頻振蕩差異

對照點（outer tragus/耳屏外）刺激：alpha/beta頻段額葉活動↑（交感-副交感混合指標SDNN相關）。

真刺激點（cymba conchae）刺激：額頂葉gamma活動↓（抑制交感張力）

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反饋路徑（心→腦）

心臟信號上傳

HRV升高反映副交感優(yōu)勢，通過迷走傳入纖維上傳至NTS，進而投射至皮層（如額葉）

皮層響應特征

Delta/theta頻段：所有刺激點均引發(fā)額葉活動增強（圖3），與HRV升高同步，可能整合內(nèi)臟感覺反饋。

非特異性機制：對照點（crus helicis/耳輪腳）刺激同樣激活theta頻段，提示部分效應或源于一般感覺輸入（如三叉神經(jīng)）或注意力變化，非迷走神經(jīng)特異通路。

HUIYING

臨床研究方法與結果

taVNS 通過調制耳部特定靶點（如耳甲艇、耳屏內(nèi)）的神經(jīng)輸入，增強前額葉 theta 振蕩活動與副交感神經(jīng)介導的心率變異性（HRV）提升之間的神經(jīng)-心臟耦合，從而優(yōu)化心腦軸反饋環(huán)路功能。

研究方法

對象：13名健康受試者（24±3歲），雙側耳部刺激（右耳n=7，左耳n=6）。

刺激方案（圖3）

靶點：真刺激點（cymba conchae/inner tragus） vs. 對照點（crus helicis/outer tragus）。

參數(shù)：25Hz脈沖，1Hz節(jié)律性爆發(fā)（2mA, 100μs），避免疼痛纖維激活。

圖3 基于ECG/EEG同步記錄的刺激程序

數(shù)據(jù)采集：

同步64導EEG + ECG（采樣率1000Hz）。

HRV指標：SDNN（總變異性）、RMSSD/pNN50/rrHRV（副交感活性）。

分析：

腦電功率譜（delta至gamma頻段）與HRV的相關性拓撲圖（圖2）。

統(tǒng)計模型校正順序效應。

關鍵結果

HRV一致性升高：所有刺激點均提升HRV（真刺激點 > 對照點），驗證副交感激活。

腦電-HRV關聯(lián)模式（圖2）：

總結分析

心腦軸調制機制

taVNS通過激活迷走神經(jīng)雙向通路，提升HRV（副交感優(yōu)勢），并觸發(fā)額葉theta振蕩為主導的皮層響應，印證"額葉-心臟控制"理論。

臨床意義

EEG振蕩作為生物標志物：theta頻段額葉活動可指導taVNS靶點/參數(shù)優(yōu)化（如治療抑郁癥、癲癇）。

創(chuàng)新刺激模式：間歇性爆發(fā)式刺激（1Hz周期）兼顧安全性與神經(jīng)調制效率。

結論：taVNS通過調制心腦軸的雙向通路，以額葉theta振蕩為核心相關信號提升HRV。皮層振蕩模式可為個體化神經(jīng)調控提供精準靶標。

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回映產(chǎn)品 ：外周神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）調控設備

經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激（taVNS）本產(chǎn)品采用經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)刺激（taVNS）技術，通過非侵入性電刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神經(jīng)分支，精準調控耳部迷走神經(jīng)分支（耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位）；具有多種刺激模式、信號調節(jié)范圍大，直接作用于神經(jīng)生理機制，可適用于睡眠障礙、焦慮癥狀、認知障礙、乏力、食欲減退、偏頭痛、以及癲癇等多種疾病的輔助治療。
回映經(jīng)皮耳迷走神經(jīng)電刺激taVNS設備示意圖回映自研經(jīng)耳迷走神經(jīng)電刺激耳甲電極

基本參數(shù)

刺激強度：0 - 30mA;

刺激頻率：1 - 200Hz;

刺激脈寬：100 - 1000us;

刺激維持ON狀態(tài)：1 - 500s;

刺激間歇OFF狀態(tài)：1 - 500s;

淡入淡出時間：0 - 10s.

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回映產(chǎn)品 ：多模態(tài)生理參數(shù)采集設備

產(chǎn)品1：單通道肌電/心電/皮電采集設備

單通道肌電采集設備創(chuàng)新性地采用type-C轉腦電電極以簡單輕便的方式實現(xiàn)了單通道肌電、心電、皮電采集，且基于結構與硬件的特殊設計，支持高原環(huán)境下進行采集。另外產(chǎn)品總體結構采用魔術貼設計，方便于全身佩戴。

適用領域:單通道生理參數(shù)采集

單通道肌電/心電/皮電采集設備

基本參數(shù)

1.模數(shù)轉換：24位；

2.通道數(shù)：2；

3.示值準確度：誤差不大于±10%或±2μV,兩者取較大值；

4.測量范圍：測量范圍±350mV；

5.分辨率：分辨率≤2uV；

6.系統(tǒng)噪聲：系統(tǒng)噪聲≤1uV；

7.通頻帶：通頻帶為20Hz~250Hz(不包括陷波波段)；

8.差模輸入阻抗：差模輸入阻抗大于5MΩ；

9.共模抑制比：共模抑制比大于100dB；

10.工頻陷波器：設備有50Hz陷波器,衰減后幅值不大于5μV(峰-谷值)；

11.工作噪音：工作噪音不大于65dB(A)；

產(chǎn)品2.基于干電極的32通道腦電采集儀

高質量腦電信號采集對于精準識別和分析非癲癇樣異常（如彌漫性慢波、局灶性δ活動）至關重要。為此可以了解我們研發(fā)的一款32通道可穿戴腦電采集儀，采用高精度干電極采集腦電信號，無需導電膏即可快速佩戴，極大提升了受試者的舒適度和操作效率，特別適合長時間或動態(tài)環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集。該設備不僅能通過全覆蓋設計捕捉全腦電活動細節(jié)，還采用了type-C智能轉接技術和抗干擾硬件架構，有效減少了運動噪聲和電磁干擾對信號的影響，在高原或移動場景中也能穩(wěn)定輸出低噪聲波形。

適用范圍：多通道生理參數(shù)采集

基本參數(shù)

采樣率：≤ 16KSPS，每個通道獨立可控制；

共模抑制比：≥ 120dB；

系統(tǒng)噪聲：≤ 5uVrms；

模數(shù)轉換率：24 位；

輸入信號范圍：±375mVpp；

通頻帶：直流耦合放大，保留全部低頻信號；

事件同步輸入：無線同步，時間精度＜1ms；

供電方式：可充電鋰電池；

工作時間：單電池供電不低于4 小時；

優(yōu)勢：可支持高原環(huán)境采集。