Modyfikowanie równowagi pobudzenia i hamowania za pomocą stymulacji mózgu z interferometrią czasową na różnych częstotliwościach

Preprint (medRxiv/bioRxiv)➕ 09.09.2026Preprint (medRxiv/bioRxiv)

Manipulating Excitation-Inhibition Balance by Temporal Interference Brain Stimulation at Different Frequencies

W skrócie

[Preprint - wstępne wyniki] Badacze testowali nową metodę stymulacji mózgu (TIBS), która wysyła elektryczne impulsy przez skalp, aby dosięgnąć głębokie struktury mózgu. Odkryli, że częstotliwość impulsu można zmieniać, aby selektywnie aktywować różne typy neuronów - przy niskich częstotliwościach (10 Hz) aktywne są wszystkie neurony, a przy wyższych (100 Hz) stymulacja trafia głównie do specjalnych neuronów hamujących zwane interneuronami parwalbuminergicznymi. Te wyniki mogą pomóc w lepszym dostrajaniu tej terapii do leczenia epilepsji i innych zaburzeń mózgu.

Oryginalny abstract (angielski)

Temporal interference brain stimulation (TIBS) is a non-invasive neuromodulation approach that can reach deep brain targets by delivering two kilohertz-frequency currents through scalp electrodes, producing a low-frequency amplitude envelope where the fields intersect. Conventional deep brain stimulation suppresses its targets at 130 Hz, and TIBS studies of epilepsy have adopted the same range. However, which neurons TIBS recruits at different frequencies has never been measured. Here, we recorded from genetically defined populations in the mouse hippocampus across envelope frequencies from 10 to 130 Hz, using cell-type-specific fiber photometry, retrograde viral labelling, and immunohistochemistry. A 10 Hz envelope drives both glutamatergic pyramidal neurons and GABAergic interneurons. From 20 Hz onward pyramidal activity falls below baseline while interneuron activity keeps rising, and the two separate maximally at 100 Hz. Retrogradely labelled cortical neurons projecting to CA2 respond weakly and show no frequency dependence, placing the switch inside the local circuit, and c-fos co-staining identifies parvalbumin interneurons as the population recruited at 100 Hz. Overall, this study provides the first in vivo cell-type-resolved evidence for envelope-frequency-dependent neuromodulation and shows that TIBS envelope frequency is a tunable parameter for excitation-inhibition balance. These findings can guide the choice of envelope frequency in the clinical research of TIBS.

Metadane publikacji

Journal
Preprint (medRxiv/bioRxiv)
Data publikacji
08.09.2026
DOI
10.64898/2026.09.02.748902
Europe PMC ID
PPR1314958
Autorzy
Fang Y, Chou L, Tseng Y, Chu P, Fang Y, Chen H, Liao Y, Huang C, Chiang P
Źródło
Preprint (medRxiv/bioRxiv)