背带式rTMS设备。
本报讯（记者赵广立）近日，中国科学院自动化研究所（以下简称自动化所）研究团队研发出一款电池供电可穿戴重复经颅磁刺激（rTMS）设备，其重量小于3公斤，性能与商用大型设备相当，有望应用于家庭、社区及自由行动等场景。相关成果已发表于《自然-通讯》。
1985年，英国谢菲尔德大学教授安东尼·巴克尔等人发明了经颅磁刺激技术（TMS），其利用时变磁场在脑内产生感应电流，实现对神经元的非侵入性调控，直接激活神经元产生动作电位。作为一种阈上的无创神经调控手段，TMS与磁共振成像、正电子发射成像、脑磁图并称“脑科学四大技术”。TMS无需麻醉、副作用小、安全性高，在脑健康领域展现出巨大潜力。
如今，rTMS设备已被美国食品药品监督管理局批准用于抑郁症、偏头痛、强迫症和烟瘾的治疗。然而，传统rTMS设备的脉冲发放频率很高，在线圈中产生几千安培的电流，设备功率在几千瓦到几十千瓦，配套的电源和散热设施使设备重达数十公斤，极大限制了其在临床和科研中的应用。如何将rTMS设备小型化甚至实现可穿戴，是技术难题。
自动化所副研究员戚自辉介绍，研究团队实现了轻量级磁芯线圈设计和高功率密度高压脉冲驱动技术，将设备的功耗、重量降至进口商用设备的10%，但在刺激强度上十分接近现有传统商业TMS设备。在人体试验中，该设备达到了手部和腿部的运动诱发电位，首次在自由行走过程中实现了rTMS神经调控，揭示了中枢神经系统和不同肢体肌肉活动之间的动态相互作用。
研究人员称，可穿戴rTMS设备在临床和科研中拥有巨大的应用潜力。首先，它为抑郁症等神经精神疾病的治疗提供了全新场景的解决方案，患者可在医院、家庭、工作场所甚至旅途中接受不间断、及时的治疗，实现随时、随地、随身的使用。其次，该设备为研究自然场景下脑功能动态变化提供了全新工具。通过扰动大脑活动来研究行为或认知的变化，有助于验证自由运动过程中不同脑区的功能。
自动化所高级工程师刘浩表示，可穿戴rTMS设备未来可与脑电、近红外等非侵入式脑信号检测技术结合，通过对脑信号的实时解码优化rTMS调控过程，形成可穿戴式闭环rTMS神经调控系统，提升现有rTMS的治疗稳定性，让闭环脑机接口从实验室走向真实场景的大规模应用成为可能。
相关论文信息：
10.1038/s41467-025-58095-9
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