对于Aurora Scientific系统的新手用户来说，经常会出现的主要问题之一是针对特定实验类型该使用何种刺激设置。显然，这会因不同的实验目的而有所不同，但始终推荐使用恒定电流（安培数）的设置。这样的建议是出于多方面考虑的原因，为了理解为什么恒定电流优于恒定电压，应该先认识收缩刺激实验背后的机制。

701C：电刺激器脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)是通过神经外科手术，将被称为神经刺激器(neurostimulator)的医疗装置植入到大脑中，植入的电极会向特定大脑核团发送电脉冲，从而起到治疗作用。

对于哺乳动物的横纹肌来说，收缩是从中枢神经系统(CNS)发出的信号开始的。然后，该信号通过周围神经系统(PNS)的分支传播，最终终止于神经肌肉接头(NMJ)。每个分支或运动神经控制一组称为运动单位的肌纤维。NMJ的纤维和神经本身之间有一个很小的间隔，称为突触。肌纤维的肌膜具有电位电压，因为膜两侧的离子之间自然存在梯度。一旦收缩信号到达突触，乙酰胆碱就会被释放并继续与肌纤维运动终板上的受体结合。这会引起肌纤维肌膜去极化，并短暂翻转膜的电位，导致钙离子流入细胞。钙的流入驱动肌丝蛋白的收缩过程。

自 18 世纪伽伐尼(Galvani)时代以来，人们就开始研究生物电，并且对体外收缩实验期间的电场进行了近一个世纪的研究。从那时起，实现这一目标的最常见方法是用一对电极创建脉冲电场跨越肌肉的长轴。这可以通过在两个电极之间施加恒定电势（电压）或恒定电流（安培数）来实现。由于电流的流动在溶液中产生电场，因此我们建议在这种情况下使用恒定电流。
脑深部电刺激（DBS）：恒压刺激与恒流刺激的比较
电学最基本的物理原理之一是欧姆定律(V = I · R)，这也是建议使用恒定电流进行体外收缩实验的核心原因。由于实验本身的许多要素（溶液配方、电极的几何形状和间距、浴槽的尺寸等）都会影响电阻和电流，因此电场的大小也会受到影响。使肌肉的所有运动单位完全去极化所需的场的大小将取决于肌肉的大小和类型，因此在所有情况下都必须凭经验找到所需的电流。

通常，该电流的大小约为数百毫安(mA)。尽管许多装置将具有足够的功率/电流容量来产生这样的场（即使它们只是恒定电压），但存在它们在最大电压之前饱和的风险（由于解决方案的阻抗相对较高）。因此，存在一个非常现实的问题，即收缩强度看似最大，而实际上刺激器本身已经饱和，并且并非所有运动单位都已完全激活。而恒流刺激器不存在这种风险。

在进行体内或原位收缩测量时，恒定电流刺激也非常有用。通常直接刺激神经而不是肌肉。由于不需要电场，只需要对神经膜进行去极化，因此使用的电流远低于体外(<10 mA)。然而，控制精确电流量的能力是必要的，因为过多的电流可能会使周围的肌肉去极化，从而导致运动伪影或拮抗肌的共同收缩。如果不小心，这些干扰因素会极大地影响测量收缩力的可信度。

701C是一款高功率双相刺激器，旨在满足肌肉研究的特定需求，且无论溶液成分、电极尺寸或电极间距如何。该装置可以产生正、负脉冲，以及交替双相极性的脉冲。计算机或外部设备产生的脉冲模式也可用于控制刺激器输出，从而无需多设备同步。刺激器可以在恒流或恒压模式下运行：在恒压模式下进行场刺激时，电流取决于浴中盐的浓度。随着浓度的变化，刺激电流也会变化。然而，在恒定电流刺激模式下，无论浴液成分如何变化，刺激都保持恒定。

总之，701C是一个理想解决方案，具有用作神经和原位肌肉刺激所需的灵活性和控制力。

东地科技具备专业人员与样机负责Aurora Scientific生理学测试产品的推广，如您有测试或一般的外科操作是通过手术清除病灶来达到治疗作用，而DBS与此不同，它的治疗是由植入的脉冲生成器(implanted pulse generator, IPG)发放电脉冲来调节中枢神经系统。在这里，手术操作就像是将输液的针头插入血管，是开通药物（电脉冲）进入体内通道的方法。（当然，它要复杂、精细得多）。

而手术后，要确保后续治疗安全有效，则需要依据DBS基础原理来对电脉冲参数进行调整。尽管目前对DBS的具体治疗机制还了解甚少，但一些已经积累的最底层原理却是非常坚实、不易动摇的，它们就像药代动力学(pharmacokinetics）、药效动力学(pharmacodynamics)之于临床用药，是永远不会过时的。即技术更迭飞快，医生也能依据它们迅速适应新一代的产品。

DBS治疗的基础是电，因此，电学(electricity)、电子学(electronics)、电生理学(electrophysiology)都是它非常重要的基石，这些知识有助于理解DBS的许多方面，例如，恒流刺激(constant current stimulation)——近年来DBS的一大发展，相较于恒压刺激(constant voltage stimulation)的优势就可以借由电学知识解析。

电流阻抗

DBS最直接的一个作用是引起大脑内的局部电流，更准确的说是引起电荷的流动，具体到人脑则主要是引起带电离子的定向移动，这，也正是它治疗作用的基础。因此，要对DBS的治疗进行定量评估，最基础的就是要能做到对电流定量，而电流的大小又与电压与阻抗有关。

阻抗(impedance)是指阻止电荷流动的力量，它主要有三种来源：电阻(resistance)、容抗(capacitive reactance)、感抗(inductive reactance)。其中容抗与感抗很大程度上由电流变动的速度决定。在直流电路中，电流是恒定的，此两者基本可以忽略，电阻构成阻抗的主要部分。但是，在DBS这样快速产生电脉冲的情况下，后两种力量就在阻抗中占据了重要的一部分。

恒压刺激不能稳定调控电流

恒压刺激就像一个固定了油门位置的汽车，行走平路时自然可以匀速前进，但在崎岖路面上行走时则会出现问题：上坡时会因为重力阻碍而减速；下坡时因为重力辅助而加速。

而DBS正是一条不平的山路，而且还是坡度在不断变化的“怪路”。阻抗会随电流波动而改变，而改变的电流又会反过来引起阻抗变动，恒压刺激只能在这条路上快快慢慢的挣扎，恒流刺激则像有随机应变的好司机驾驶，能够随时保持车速稳定。

恒压刺激的缺点

因此，恒压刺激主要有三个缺点。

第一，单个脉冲中电流不恒定。尽管电脉冲最终会达到恒压，但当它从0增至最大的过程中却会引起容抗、感抗的变动，这种阻抗的变化又会引起电流的波动。因此恒压刺激条件下画出的电流曲线是不规则波形的，意味着在发放一个电脉冲的过程中，注入大脑的电荷也是有快有慢、效果不一的。

第二，治疗效果发生变动几率增加。治疗反应由电流而不是电压决定，当阻抗出现不可预测、不可控制的变化时，电压不变就意味着电流改变，例如，阻抗降低了，原本合适的电压就会产生过量的电流输出，引出明显的副作用；而当阻抗增高时，则无法产生足量的电流，不能起到治疗效果。

第三，不利于总结治疗参数。不同患者的阻抗存在很大的不同，选用电压作为程控参数时，即使采用的是相同的治疗参数，患者们其实也并没有得到相同的治疗。从一个患者上验证出来的有效参数，可能放到另一病例上就毫无作用。

上文的推导过程，让人清楚地认识到基础知识给临床实践提供的指导。在使用DBS进行治疗时，若能对其原理有所钻研，必然能够提高成功几率、取得更好疗效。