磁刺激脉冲动力学分析与优化

磁刺激是脑研究以及神经病学和精神病学诸多领域中的一种标准工具。从物理角度看，该方法的一个关键方面是现有装置的效率低下。尽管通过线圈设计已对空间场特性进行了相当深入的研究，但动力学特性在很长一段时间内几乎被完全忽视，波形反而由设备及其技术所定义。本文对波形空间进行了分析。基于这些数据，我们概述了一种恰当的优化方法，该方法利用了哺乳动物运动神经的现代非线性轴突描述。该方法基于一种混合全局-局部方法；为在有限参数空间中描述连续波形，定义了不同的坐标系以保证足够的稳定性。数值设置的结果表明，存在大量比传统波形效率更高的波形空间。文中对其中一类此类脉冲进行了进一步分析。尽管这些波形的电压曲线近乎矩形，但其电流形状呈现出独特的特征，例如在主脉冲之前有一个前置相位，可降低损耗。各个代表波形在最大电压形状上有所不同，并通过一个非线性变换相联系。然而，主相位似乎仅在时间上进行缩放。