[发明专利]使用经颅磁刺激进行认知映射

说明书

技术领域

本发明涉及映射认知脑功能领域。根据本发明的实施例，可以可靠地映射出的认知脑功能为讲话功能、语言表达功能、工作记忆功能、决策功能。

背景技术

尽管大部分个体的大脑的解剖结构都很相似，但是不同个体的大脑的功能设置如指纹一样唯一。这导致了神经科学中的常见问题，基于对脑解剖的理解，临床医生和医生可以很容易确定诸如血凝块、肿瘤和中风的畸变和创伤。然而，目前他们没有可视化的方法来确定这些畸变和创伤中以及其周围的脑物质的功能。

脑神经外科医生可以很容易地使用现有技术如MRI技术来确定患者大脑中肿瘤的位置。根据肿瘤的位置，外科医生可以制定他们认为最佳的路径来接近并移除肿瘤。但是，有些事情他们不能确定，比如他们可以移除肿瘤周围的多少脑物质而不实质上影响患者的功能，到达肿瘤的路径如何穿过关键区域，而该关键区域可以很容易由另一条路径来避免，肿瘤的移除影响患者的功能的程度，等等。

神经外科医生不得不减缓一些这种风险而采用的一种方法是在外科手术过程中对大脑直接电刺激。通过向部分大脑施加电流使得外科医生可能对该部分大脑的功能做出判断。当对运动反应进行测试时，由于可以很容易可视化地确定或测量身体的物理反应，该方法也可以适用。比如，助手可以观察患者的手指是否响应于刺激而移动。

这种直接电刺激方法出现了许多缺点。举例而言，在外科手术中测试脑功能花费的时间取自实际移除肿瘤或其他外科手术功能的时间。由于患者风险直接与外科手术的时长相关，因此这是需要缓和的因素。鉴于此，存在针对精确确定脑功能的非外科手术方法的明显需求。

当前所使用的方法的另一个主要缺点是，尽管其可以相对简单地测试运动功能，但精确地测试认知功能则尤为困难。因此，存在精确测试一种或多种认知功能的需要，比如，讲话功能、语言表达功能、工作记忆功能、决策功能等。

此外，尽管这些问题存在或发生在外科手术或外科手术制定过程中，但是适用的解决方案的使用可以扩展至非外科手术情况。比如，在治疗中可以精确追踪认知功能的进步或退化是非常有帮助的。这对测试患者对治疗的反应的临床表现和测试治疗是否起作用的研究现状都有帮助。

发明内容

本发明的一方面是提供用于映射主体的认知功能的系统和方法。认知功能包括但不限于讲话功能、语言表达功能、工作记忆功能、决策功能。

本发明的某些实施例的另一个方面是提供用于精确映射认知功能的非入侵系统和方法。

根据本发明的某些实施例，提供了几种确定主体的响应于任务的提出的认知基线响应的方法。为了精确映射主体的认知功能，确定精确的基线很重要。

根据本发明的某些实施例，提供了一种方法，其包括当刺激大脑一区域时，在后续时间内向主体提出任务的步骤。根据某些实施例，所述刺激以非入侵方式完成。这种非入侵方式的示例是使用由经颅磁刺激(TMS)线圈装置产生的磁场。

根据本发明的某些实施例，提供了一种方法，其包括在刺激过程中，将一个或多个针对任务的主体基线响应与主体之后的任务表现进行对比的步骤。

根据本发明的某些实施例，提供了一种方法，其包括确定被刺激的主体大脑的区域是否涉及特定的认知功能的步骤。

根据本发明的某些实施例，提供了一种方法，其包括当相应地刺激两个或多个大脑区域时，向主体提出两次或多次任务的步骤。所提供的某些实施例进一步包括在刺激过程中将针对任务的主体基线响应与每个主体表现对比的步骤，以及确定被刺激的一个或多个大脑区域是否涉及认知功能的步骤。

另外，根据本发明的某些实施例，提供了一种方法，其包括以下步骤中的一个或多个步骤：在利用经由具有第一参数集的TMS线圈装置产生的磁场来刺激大脑区域时，向主体提出任务，其中，如果在刺激过程中，主体基线与主体表现之间没有检测出表现误差，那么改变第一参数集的至少一个参数，并且当利用经由具有新参数集的TMS线圈装置产生的磁场刺激同一大脑区域时，向主体提出任务。