前沿研究 |耳与颈迷走神经的脑心调控差异，最新动物研究揭晓关键答案
迷走神经刺激（VNS）作为神经调控领域的重要技术，凭借迷走神经广泛的全身分布特点，成为癫痫、偏头痛、脑损伤、肥胖等多种神经疾病的潜在治疗手段。其中，有创的颈部迷走神经刺激（cVNS）和无创的耳迷走神经刺激（aVNS）是两大主流方向，而无创aVNS因安全性优势更具临床普及潜力。
但长期以来，两者对脑、心生理活动的调控效应差异缺乏直接对比研究，其作用机制也尚未完全明确。2025年发表于《Brain Stimulation》的最新研究，首次以大鼠为模型，系统对比了cVNS与aVNS对心电图（ECG）和脑电图（EEG）的即时影响，为VNS技术的临床安全应用和器械研发提供了关键的实验依据。
一、研究背景：亟待填补的VNS调控差异空白
VNS的脑调控效应早有研究证实，比如VNS可诱发大脑皮层脑电振荡变化、激活广泛的脑区活动，但这些研究多聚焦于cVNS，且未系统分析不同脑区的响应特征。
同时，临床中cVNS的有创性伴随潜在的心电风险，aVNS的无创性虽更具优势，但其与cVNS的脑电激活效应是否存在差异、是否具有独特的脑调控特征，尚未有直接的实验数据支撑。
基于此，该研究的核心目的在于：明确cVNS（有创）和 aVNS（无创）对大鼠脑电活动的即时调控效应，并监测两者的心电影响，为VNS的安全应用和机制研究奠定基础。
二、实验设计：标准化动物模型，聚焦脑心双指标监测
本研究以8周龄雄性Sprague-Dawley大鼠为实验对象，经动物伦理委员会批准后开展，所有刺激均针对大鼠左侧迷走神经，核心监测心电（ECG）和脑电（EEG）两大维度，样本量与检测脑区做了明确划分：
1.心电检测：aVNS组n=3，cVNS组n=4，分析不同频率、强度刺激下的心率及房室传导变化；
2.脑电检测：aVNS组n=11，cVNS组n=5，记录大鼠内侧前额叶皮层（mPFC）、体感皮层（S1）、顶叶联合皮层（PtA）的脑电信号，分析不同频段脑电功率变化。
三、核心结果：cVNS与aVNS，脑心调控呈现显著差异
研究从心电层面和脑电层面，清晰揭示了cVNS与aVNS的调控特征差异，其中心电的安全性差异和脑电的特异性调控成为核心发现。
01 心电层面：cVNS存在显著心率影响，aVNS更具心电安全性
◼cVNS：在20、30、60Hz刺激频率下，心率出现显著降低；且刺激频率对心率的调控作用显著大于刺激强度，随频率和强度提升，心率降低越明显；当刺激频率超过20Hz时，大鼠出现房室传导阻滞（QRS波消失），存在明确的心电风险。
◼aVNS：在所有测试频率下，均未引起心率的显著变化，无任何心电异常表现。研究证实，这一差异的本质是耳迷走神经仅由传入感觉纤维组成，无法直接激活调控心脏的副交感神经系统，而cVNS则直接刺激了含传出纤维的颈部迷走神经。
同时，研究还绘制了cVNS不同频率、强度下的心率变化图谱，为颈部迷走神经的安全刺激参数提供了明确的实验指导。
02 脑电层面：两者均激活皮层脑区，aVNS具有伽马波特异性调控
cVNS与aVNS在脑电调控上呈现共性特征，同时aVNS表现出独特的频段调控优势，打破了“有创cVNS脑激活效应更强”的固有预期。
◼共性特征：两者均显著提升mPFC、S1、PtA三个脑区的脑电功率，且体感皮层（S1）的激活效应最显著，其次为内侧前额叶皮层（mPFC）和顶叶联合皮层（PtA）；大鼠大脑左右半球的脑电响应无显著差异。
◼特异性差异：aVNS可使S1区的伽马波功率显著升高，且在 1、10、30、60Hz 所有刺激参数下均存在此效应；cVNS虽也能提升S1区伽马波功率，但与其他频段相比无统计学差异。
而伽马波与大脑感觉信息的感知、加工密切相关，其激活涉及体感皮层与前额叶、顶叶的复杂脑网络，这也为VNS治疗神经疾病的机制提供了新的靶点方向。
图D：VNS期间右半球各脑区EEG功率在不同频段的标准化增幅。上图：aVNS诱发的内侧前额叶皮层（mPFC）、体感皮层（S1）及顶叶联合皮层（PtA）EEG功率变化；下图：cVNS诱发的mPFC、S1及PtA EEG功率变化（*表示经α校正后p < 0.0125）
四、研究价值：填补空白，为VNS技术转化提供三大关键支撑
这篇发表于神经调控期刊的研究，是首次直接对比cVNS与aVNS在大鼠广泛皮质区的即时脑电效应的研究，其结果为VNS的基础研究和临床转化提供了多重关键支撑，对神经调控医疗器械研发也具有重要指导意义：
1.明确cVNS安全阈值
首次量化了cVNS刺激频率、强度与心率及房室阻滞的关联，为有创迷走神经刺激设备的参数设计和临床安全应用提供了实验依据。
2.凸显aVNS的临床潜力
证实无创aVNS的脑皮层激活效应与有创cVNS相当，且无任何心电风险，为aVNS在长期、无创神经调控场景的应用奠定了核心实验基础。
3.发现aVNS的特异性调控靶点
明确aVNS对S1区伽马波的特异性激活，为偏头痛、耳鸣、创伤性脑损伤等与感觉信息加工异常相关的神经疾病，提供了新的治疗靶点和技术方向。
五、临床与器械研发启示：精准区分，各展所长
该研究的结果对迷走神经刺激类医疗器械的研发、临床应用场景的选择具有直接的指导价值，为行业发展指明了清晰方向：
（1）cVNS研发与应用
需重点开发精准的频率/强度调控模块，规避20Hz以上的房室阻滞风险，临床应用中需同步实时监测心电指标，适合对脑调控效应有高强度需求、且可接受有创操作并配合心电监控的场景。
（2）aVNS研发与应用
作为无创技术，其心电安全性和脑电特异性激活的双重优势，使其成为大众型、长期型神经调控的优选方向，可重点开发针对偏头痛、耳鸣、肥胖等疾病的便携式无创aVNS设备，聚焦体感皮层伽马波调控的参数优化。
（3）临床适应症选择
针对合并心血管疾病的神经疾病患者，aVNS是更安全的选择；针对脑损伤等需要快速、强效脑区激活的场景，可在严格心电监控下使用cVNS。
总结与展望
本次研究首次系统对比了cVNS与aVNS对大鼠脑心活动的即时调控效应，清晰揭示了两者“有创cVNS有心电风险、无创 aVNS 脑电有特异性”的核心特征，填补了该领域的研究空白，为迷走神经刺激技术的基础机制研究和临床转化提供了关键的实验数据。
对于神经调控医疗器械行业而言，这一研究为cVNS和aVNS 设备的参数设计、安全管控提供了明确的实验依据；而在临床层面，也为VNS技术的适应症选择、个体化治疗方案制定奠定了基础。
未来，随着大样本动物实验、人体临床试验的开展，以及对 VNS长时程调控效应的研究，cVNS和aVNS将在神经疾病治疗中进一步实现精准化、个性化应用，无创迷走神经刺激也有望凭借其安全、便捷的优势，成为神经调控领域的主流技术之一。