用于高频睡眠相关振荡闭环神经调控的可穿戴脑电系统

在健康睡眠者中，皮层 alpha 振荡存在于从清醒到睡眠的过渡期间，并在入睡时消散。对于失眠个体，alpha 功率在清醒-睡眠过渡期间升高，并可能持续整夜。使用锁相刺激的神经调控技术已被提出作为改善慢波睡眠质量的药物替代方案。由于技术限制，这种方法尚未在较快频率的 alpha 振荡上进行测试。在此，我们检验了使用在设备上实现的 Hilbert 变换端点校正 (ecHT) 算法来测量 alpha 相位并提供锁相听觉刺激以调控 alpha 并促进睡眠启动的可行性。首先，ecHT 算法在台式脑电 (EEG) 设备上实现，用于测量听觉诱发响应的时序及其在 alpha 振荡精确相位上的施加。其次，一项居家初步研究测试了使用可穿戴版神经调控设备在 alpha (8-12 Hz) 频率范围内进行实时锁相刺激的可行性。听觉刺激以高精度在预期的 alpha 相位施加，并且在相反相位施加的刺激对 alpha 振荡产生了不同的影响。我们的可穿戴系统能够测量脑电图中存在的睡眠微观和宏观事件，适用于临床睡眠评分。在刺激条件下，对于表现出睡眠起始失眠症状的一部分受试者，其入睡潜伏期缩短。本研究证明了使用可穿戴 EEG 设备进行 alpha 振荡闭环追踪和神经调控的可行性。初步结果表明，该方法可用于加速具有客观失眠症状个体的睡眠启动。