[发明专利]用于神经刺激干预到神经生理活动的低延迟自动化闭环同步的方法

说明书

描述了一种用于对神经刺激干预进行同步的系统。所述系统连续监测传入神经生理信号。测量在监测传入神经生理信号中存在的延迟。基于所测量的延迟，确定定向神经刺激干预的定时，得到神经刺激干预方案。实时调整神经刺激干预方案以在关注时间区段期间施用神经刺激。然后，该系统在关注时间区段期间触发神经刺激的施用。

有关联邦政府资助的研究和开发的声明

本发明在美国政府合同编号W911NF-16-C-0018下通过政府支持做出。政府在本发明中具有特定权利。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年10月24日在美国提交的题为“Method and System toAccelerate Consolidation of Specific Memories Using Transcranial Stimulation”的美国申请No.15/332,787的部分继续专利申请，美国申请No.15/332,787是2015年10月23日在美国提交的题为“Method and System to Accelerate Consolidation of SpecificMemories Using Transcranial Stimulation”的美国临时申请NO.62/245,730的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

本申请也是2017年5月1日在美国提交的题为“System and Method forNeurostimulation-Enhanced Second Language Acquisition”的美国申请No.15/583,983的部分继续专利申请，美国申请No.15/583,983是2016年5月2日在美国提交的题为“AMethod for Neurostimulation-Enhanced Second Language Acquisition”的美国临时申请No.62/330,440的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

本申请也是2017年6月7日在美国提交的题为“A Method for Low LatencyAutomated Closed-Loop Synchronization of Neurostimulation Interventions toNeurophysiological Activity”的美国临时申请No.62/516,350的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

本发明的背景

(1)技术领域

本发明涉及一种用于自动施加低延迟大脑刺激的系统，并且更具体地涉及利用神经生理信号自动施加低延迟大脑刺激以触发和调适所递送的电流的系统。

(2)相关技术的描述

神经调节是可能涉及诸如强磁场的一系列电磁刺激、非常小的电流或者药物直接灌输到硬膜下隙的疗法。Ngo等人(参见所并入的参考文献的列表，参考文献No.13)、Cox等人(参见参考文献No.14)以及Santostasi等人(参见参考文献No.15)在研究论文中的先前工作已经提出了响应于正在进行的神经生理活动而自动触发神经调节刺激来增强睡眠期间的关注大脑状态的方法。Ngo等人(参见参考文献No.13)未尝试识别/分类连续记录的信号，而是使用简单阈值交叉来触发干预。

Cox等人(参见参考文献No.14)提出检测关注大脑状态的度量，但仅使用该信息发起静态音频刺激的基于状态的触发。所述刺激是由根据检测到的大脑状态导出的信息来触发的，但是由该信息调适。Santostasi等人演示了利用锁相环的系统，该系统检测大脑状态、使用此信息来触发干预并且基于大脑状态信息以受限方式调适刺激。然而，调适不针对受试者被个性化，而是针对所有用户使用相同的刺激阈值标准，忽略了个体神经生理特性的变化。虽然这种方法使用生成刺激预测的连续方法，但该技术仅预测投射信号的相位和频率。最后，类似于Cox等人的工作，Santostasi等人仅施加基于音频的刺激，该刺激是从实际神经活动中去除的几个电平。