Virtual reality headset geometry constrains dorsolateral prefrontal cortex targeting with transcranial magnetic stimulation
本研究表明，虚拟现实头显的物理几何结构严重限制了对背外侧前额叶皮层的经颅磁刺激同步靶向治疗，其中 Meta Quest 2 会导致线圈与头皮距离过大，从而超过了可补偿的强度范围，而更为紧凑的 Bigscreen Beyond 则仍能使此类结合神经调节方案成为可能。
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想象一个这样的未来：医生和研究人员可以通过磁脉冲温和地引导大脑活动，同时让患者沉浸在虚拟世界中，以治疗焦虑、抑郁或进行康复训练。这个想法结合了两种强大的工具：一种是通过使用磁场在无需手术的情况下刺激大脑特定部位的方法，另一种是覆盖眼睛以创造数字环境的头戴式设备。人们希望通过同时进行这两项操作，可以更有效地训练大脑。然而，为了使这一过程奏效，磁性设备必须非常贴近头皮才能发挥作用，而虚拟现实头显也必须紧贴头部以创造出真实的体验。科学家们面临的核心问题是，这两件设备能否在人的头上物理共存，而不至于互相干扰。
最近的一项研究旨在回答这个问题，通过精确测量不同虚拟现实头显在磁刺激器与头骨之间增加了多少空间。研究人员专注于大脑的一个特定区域——背外侧前额叶皮层，这是一个涉及决策和情绪调节的区域，也是此类治疗常见的靶点。他们使用了五个通过3D打印制作的逼真人体头部模型，来测试磁性设备在两种截然不同的虚拟现实头显下能否有效触达大脑。其中一种是标准的、笨重的消费级型号，另一种则是更小巧、更轻便的设计。团队在头模上精心布置了二十六个不同的磁线圈位置，尝试了所有可能的角度，试图观察头显是否会将设备推离皮肤过远。
结果显示，这两种设备之间存在明显的差异。较大的头显造成的间隙过于宽大，导致磁脉冲无法有效地发挥作用，将设备推到了无法通过调整来提供足够强信号的范围之外。相比之下，较小、较轻的头显能让磁线圈保持在离头皮足够近的距离，从而使治疗仍能以适当的强度进行。研究人员还运行了计算机模拟，观察磁场随距离增加而减弱的情况，证实了较大的头显将需要达到不可能实现的功率水平来补偿额外的空间。他们进一步测试了磁脉冲是否会损坏头显内部的电子元件或导致设备故障，并发现硬件在正常条件下保持安全且功能完好。
最终，该研究得出结论：虚拟现实头显的物理形状和尺寸是决定这种结合疗法能否成功的决定性因素。这不仅仅是软件或复杂编程的问题，而是一个简单的几何问题。研究结果表明，为了让这一极具前景的方法得以推进，未来的设计必须优先考虑纤薄的外形，特别是在额头部位，以确保磁性设备能够足够接近大脑。这项研究为构建下一代此类系统的工程师提供了一套明确的规则，确保将虚拟现实与大脑刺激相结合的愿景能够成为一种现实的临床应用，而非仅仅是一个理论上的构想。
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