解剖学细节会影响对非人类灵长类动物无创性脑刺激的电场预测

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算建模 计算建模

背景情况:

• 非人类灵长类动物 (NHPs) 是非侵入性脑刺激 (NIBS) 翻译研究的重要模型.
• 准确的计算模型对于规划NHP实验和将研究结果转化为人类研究至关重要.
• 了解NHP模型中解剖细节的影响对于可靠的NIBS模拟至关重要.

研究的目的:

• 为了评估当前NHP头部模型对非侵入性脑刺激 (NIBS) 模拟的准确性.
• 评估解剖细节,特别是肌肉组织和视野对NHPs电场计算的影响.
• 为了告知NHP建模在跨电磁刺激 (TES/TMS) 研究中的最佳实践.

主要方法:

• 从MRI数据创建高准确度NHP头部模型.
• 使用这些模型模拟电刺激 (TES) 和磁刺激 (TMS).
• 评估包括异型肌肉组织和改变头部模型视野对模拟电场的影响.

主要成果:

• 包括异型肌肉组织在内,TES电场强度变化高达22%,对TMS的影响最小.
• 对比全头与裁剪头模型显示,TES (高达24.8%) 和TMS (高达-24.6%) 对电场的显著影响.
• 解剖细节显著影响模拟结果,根据视野,在TES和TMS之间观察到相反的效果.

结论:

• 解剖学忠实性,特别是肌肉特性和视野,对于在NHP中准确的NIBS电场建模至关重要.
• 当前的建模实践需要仔细考虑解剖细节,以确保可靠的模拟结果.
• 这些发现对于改善基于NHP的NIBS研究对人类应用的翻译有效性至关重要.