[发明专利]大脑组织刺激方法、设备和计算机程序

说明书

本发明涉及大脑组织的预定区的局部刺激方法，所述大脑组织至少包括GABA能神经元类型。根据本发明，所述方法包括根据预定电场强度(PEI)和预定双相脉冲频率(PBPF)激活双极电极组(SBE)，从而提供预定电场(PEF)的至少一个激活步骤(10)，所述预定电场(PEF)引发所述GABA能类型神经元的激活而几乎不引发其它类型神经元的激活。

1、技术领域

本技术涉及大脑组织刺激领域。更具体地说，本技术涉及刺激大脑组织中的特定类型神经元的领域。

2、背景技术

对人类大脑的完全理解是科学中的最大挑战之一。此类成功将导致日常生活的重大改善，包括大脑疾病的新疗法以及新的计算技术。大脑能够接收、处理、存储和检索信息；这在很大程度上是通过神经元的网络执行，所述神经元通过称为突触的接口彼此通信。不同的神经递质构成突触水平的电脉冲传递的基础，且可以是兴奋性的(促进神经元活动)或抑制性的(降低神经元活性)。

在哺乳动物大脑中，每一神经元网络的特征在于互连的兴奋性(使用谷氨酸作为其神经递质)和抑制性(使用GABA，即γ-氨基丁酸作为其神经递质)神经元。兴奋与抑制之间的动态平衡是网络的生理功能所必需的。瞬时过度兴奋(即，正兴奋与抑制比)可以是生理性的(学习、感知、记忆…)；然而，由于突触抑制故障导致的过度和长时间的兴奋性是导致几种神经疾病的原因。因此，评估GABA能神经元的生理响应是一种量化网络兴奋性水平，且确定组织是健康还是过度兴奋(GABA能响应受损)的方式。因此，需要提供一种使得能够记录GABA能神经元的诱发响应的解决方案。

必须注意，已经提出了先前技术解决方案来评估大脑组织兴奋性水平。然而，这些解决方案不能使得仅刺激GABA能神经元。这例如是专利申请EP 2331192 A1中提出的方法和装置的情况。在本申请中提出的方法涉及治疗癫痫症的事实中，此方法未能仅记录GABA能神经元的活动。实际上，所提出的方法(和电极)刺激给定区域中的每一细胞，这在试图观察和记录这些GABA能神经元的功能时是合乎需要的。

3、发明内容

所提出的技术不具有先前技术刺激解决方案的这些缺陷。所提出的技术使得能够选择性地记录GABA能神经元活动。所提出的技术可以用于通过避免来自锥体神经元的响应来理解GABA能神经元的功能。

更具体地说，提出用于刺激GABA能神经元的方法和装置。根据本发明技术，所述方法包括以预定强度、频率和脉冲长度激活双极电极组，从而提供预定电场的多个步骤，所述预定电场引发所述GABA能神经元的激活和所述神经组织的其它类型神经元的最少激活。

更具体地说，本发明涉及大脑组织的预定区的局部刺激方法，所述大脑组织至少包括GABA能类型神经元。根据本发明，所述方法包括根据预定电场强度和预定双相脉冲频率激活双极电极组，从而提供预定电场的至少一个激活步骤，所述预定电场引发所述GABA能类型神经元的激活而几乎不引发其它类型神经元的激活。

因此，虽然在双极电极的阳极与阴极之间提供预定电场(为电位的空间梯度)，但所提出的方法允许特定地刺激一种类型的神经元：GABA能神经元。

根据特定特征，所述双极电极组的激活包括将双相脉冲提供到所述双极电极，每个双相脉冲持续约200微秒。

根据特定特征，所述预定双相脉冲频率介于0.5与10Hz之间。

根据特定特征，所述预定双相脉冲频率为约1kHz。

根据特定实施例，至少一个激活步骤之后为记录步骤，其中对大脑组织对所述双极电极组的所述激活的响应进行记录。

根据特定实施例，基于先前记录的多个响应，其包括至少一个计算步骤，其中计算神经网络兴奋性指数。

根据特定实施例，所述至少一个计算步骤包括：

-将包含于周期性脉冲刺激期间的所记录响应(RESP)中的LFP信号划分成单个的响应时期s；