皮层区域对聚焦经颅电刺激的易达性：对空间位置、安全性及实际约束的依赖性

经颅电刺激(TES)可通过附着于头皮的电极注入微弱电流来调节大脑的内在神经活动。TES 已被广泛用作一种神经科学工具，以研究脑功能的行为和生理变量如何受特定脑区电刺激的调制。为了对 TES 实验作出明确解释，重要的是电场能够被导向一个或多个脑区兴趣区。然而，人头的导电特性对多电极 TES 在大脑中产生的电场聚焦程度施加了固有的物理限制。作为经验法则，用 TES 靶向深部脑区并不可行，尽管由于周围组织的有利导电特性，在某些特定的较深位置聚焦电场可能是可能的。在本研究中，我们首先提出一种新方法，用于自动计算电极放置和刺激强度，以最优地影响给定靶位置。我们提供了该优化过程的一种计算高效且鲁棒的实现，其能够遵守安全约束，同时显式控制活动电极的数量以及靶区中电场相对于期望场方向的角度偏差。利用我们方法的高计算效率，我们系统地评估了所有皮层位置处多电极 TES 可实现的聚焦性，从而考察其对所选约束的依赖性。我们的结果就生物物理约束和 TES 安全考虑所施加的关于可实现的 TES 剂量与聚焦性的限制提供了全面的见解。