Duration-dependent effects of the BDNF Val66Met polymorphism on anodal tDCS induced motor cortex plasticity in older adults: a group and individual perspective

The brain derived neurotrophic factor (BDNF) Val66Met polymorphism and stimulation duration are thought to play an important role in modulating motor cortex plasticity induced by non-invasive brain stimulation (NBS). In the present study we sought to determine whether these factors interact or exert independent effects in older adults. Fifty-four healthy older adults (mean age = 66.85 years) underwent two counterbalanced sessions of 1.5 mA anodal transcranial direct current stimulation (atDCS), applied over left M1 for either 10 or 20 min. Single pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) was used to assess corticospinal excitability (CSE) before and every 5 min for 30 min following atDCS. On a group level, there was an interaction between stimulation duration and BDNF genotype, with Met carriers (n = 13) showing greater post-intervention potentiation of CSE compared to Val66Val homozygotes homozygotes (n = 37) following 20 min (p = 0.002) but not 10 min (p = 0.219) of stimulation. Moreover, Met carriers, but not Val/Val homozygotes, exhibited larger responses to TMS (p = 0.046) after 20 min atDCS, than following 10 min atDCS. On an individual level, two-step cluster analysis revealed a considerable degree of inter-individual variability, with under half of the total sample (42%) showing the expected potentiation of CSE in response to atDCS across both sessions. Intra-individual variability in response to different durations of atDCS was also apparent, with one-third of the total sample (34%) exhibiting LTP-like effects in one session but LTD-like effects in the other session. Both the inter-individual (p = 0.027) and intra-individual (p = 0.04) variability was associated with BDNF genotype. In older adults, the BDNF Val66Met polymorphism along with stimulation duration appears to play a role in modulating tDCS-induced motor cortex plasticity. The results may have implications for the design of NBS protocols for healthy and diseased aged populations.

Studio degli effetti della stimolazione transcranica a corrente diretta (tdcs) sui potenziali evocati visivi steady state

I potenziali evocati visivi steady state (ssVEPs) consistono in una perturbazione dell’attività elettrica cerebrale spontanea e insorgono in presenza di stimoli visivi come luci monocromatiche modulate sinusoidalmente. Nel tracciato EEG si instaurano oscillazioni di piccola ampiezza ad una frequenza pari a quella dello stimolo. L’analisi nel dominio delle frequenze permette di mettere in evidenza queste oscillazioni che si presentano con un picco ben distinto in corrispondenza della frequenza dello stimolo. L’obiettivo di questo lavoro è quello di capire se la stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) ha degli effetti a breve e a medio termine sui SSVEPs. Si è studiato gli effetti della stimolazione anodica utilizzando un montaggio di stimolazione extra-cefalico (anodo posizionato su Oz e catodo sul braccio destro). L’esperimento prevede il flickering a 3 frequenze di interesse (12, 15, 20 Hz) di 3 quadrati colorati (rosso e giallo) su sfondo nero. Sono state quindi messe a confronto 4 condizioni operative: baseline, stimolazione sham, stimolazione anodica, condizione Post Anodica.L’esperimento è stato sottoposto a 6 soggetti di età tra i 21 e i 51 anni. Il segnale è stato acquisito da due canali bipolari localizzati nella regione occipitale (O1-PO7 e O2-PO8). È stato effettuato un filtraggio tra 3-60 Hz e a 50 Hz. Si sono stimate le PSD normalizzate rispetto alla condizione di riposo in baseline e le potenze nell’intorno della frequenze di interesse (12,15,20 Hz). I dati chiaramente artefattuali sono stati scartati mediante un’analisi esplorativa. Da qui è stato deciso di non includere nella statistica la stimolazione anodica. L’analisi statistica considera tre aspetti: effetto stimolazione, effetto frequenza ed effetto colore. In alcune configurazioni la stimolazione post anodica si è rivelata significativamente differente con ranghi medi delle colonne inferiori alle altre stimolazioni. Non ci sono differenze significative tra le frequenze. Il colore giallo è risultato significativamente maggiore al colore rosso.

Analisi delle potenzialita della tDCS applicata allo studio e alla riabilitazione dei processi cognitivi

L’estrema importanza degli aspetti neurologici che riguardano la vita dell’uomo, unitamente all’elevato grado di invalidità che le malattie del sistema nervoso sono in grado di provocare, ha portato nel corso del tempo gli studiosi a sviluppare metodologie di intervento sempre più accurate e specifiche nel tentativo di far fronte a queste complesse situazioni. Il sempre più frequente ricorso alle cure farmacologiche e alla psicoterapia ha saputo ben presto però sollevare numerose perplessità in merito all’efficacia di tali approcci. È a partire da questi presupposti che è stato possibile portare avanti nuovi studi sulla tDCS, un particolare tipo di apparecchiatura biomedicale basata sul concetto di elettrostimolazione cerebrale. Questo lavoro si propone di descrivere la capacità della tDCS di intervenire direttamente sui meccanismi che comunemente si verificano all’interno del cervello umano tramite il rilascio di corrente, nonché i numerosi miglioramenti che sono stati rilevati in seguito al suo utilizzo su soggetti umani. Si propone inoltre di mettere in evidenza le grandi potenzialità che essa è in grado di manifestare relativamente ai processi cognitivi, partendo dagli aspetti che riguardano il linguaggio, passando attraverso quelli propri della memoria e della conoscenza, fino ad arrivare a rivestire un ruolo di primo piano anche all’interno delle sfaccettature tipiche degli stati umorali.

tDCS: Stimolazione transcranica a corrente continua in ambiente sperimentale e clinico

Poiché i processi propri del sistema nervoso assumono una funzione fondamentale nello svolgimento della vita stessa, nel corso del tempo si è cercato di indagare e spiegare questi fenomeni. Non solo infatti il suo ruolo è di primaria importanza, ma le malattie che lo colpiscono sono altamente invalidanti. Nell’ultimo decennio, al fine di far luce su questi aspetti profondamente caratterizzanti la vita dell’uomo, hanno avuto luogo diversi studi aventi come strumento d’esame la stimolazione transcranica a corrente continua. In particolare questo lavoro si propone di analizzare gli ambiti di interesse dell’applicazione della tDCS, soffermandosi sulla capacità che ha questa metodica di indagare i meccanismi propri del cervello e di proporre terapie adeguate qualora questi meccanismi fossero malfunzionanti. L’utilizzo di questa stimolazione transcranica unitamente ai più moderni metodi di neuroimaging permette di costruire, o quanto meno cercare di delineare, un modello delle strutture di base dei processi cognitivi, quali ad esempio il linguaggio, la memoria e gli stati di vigilanza. A partire da questi primi promettenti studi, la tDCS è in grado di spostare le proprie ricerche nell’ambito clinico, proponendo interessanti e innovative terapie per le malattie che colpiscono il cervello. Nonostante patologie quali il morbo di Parkinson, l’Alzheimer, la dislessia ed l’afasia colpiscano una grande percentuale della popolazione non si è ancora oggi in grado di garantire ai pazienti dei trattamenti validi. E’ in questo frangente che la tDCS assume un ruolo di primaria importanza: essa si presenta infatti come una tecnica alternativa alle classiche cure farmacologie e allo stesso tempo non invasiva, sicura e competitiva sui costi.

Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on behaviour and electrophysiology of language production

Excitatory anodal transcranial direct current stimulation (A-tDCS) over the left dorsal prefrontal cortex (DPFC) has been shown to improve language production. The present study examined neurophysiological underpinnings of this effect. In a single-blinded within-subject design, we traced effects of A-tDCS compared to sham stimulation over the left DPFC using electrophysiological and behavioural correlates during overt picture naming. Online effects were examined during A-tDCS by employing the semantic interference (SI-)Effect – a marker that denotes the functional integrity of the language system. The behavioural SI-Effect was found to be reduced, whereas the electrophysiological SI-Effect was enhanced over left compared to right temporal scalp-electrode sites. This modulation is suggested to reflect a superior tuning of neural responses within language-related generators. After -(offline) effects of A-tDCS were detected in the delta frequency band, a marker of neural inhibition. After A-tDCS there was a reduction in delta activity during picture naming and the resting state, interpreted to indicate neural disinhibition. Together, these findings demonstrate electrophysiological modulations induced by A-tDCS of the left DPFC. They suggest that A-tDCS is capable of enhancing neural processes during and after application. The present functional and oscillatory neural markers could detect positive effects of prefrontal A-tDCS, which could be of use in the neuro-rehabilitation of frontal language functions.

Testing the involvement of the prefrontal cortex in lucid dreaming: A tDCS study

Recent studies suggest that lucid dreaming (awareness of dreaming while dreaming) might be associated with increased brain activity over frontal regions during rapid eye movement (REM) sleep. By applying transcranial direct current stimulation (tDCS), we aimed to manipulate the activation of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) during REM sleep to induce lucid dreaming. Nineteen participants spent three consecutive nights in a sleep laboratory. On the second and third nights they randomly received either 1 mA tDCS for 10 min or sham stimulation during each REM period starting with the second one. According to the participants' self-ratings, tDCS over the DLPFC during REM sleep increased lucidity in dreams. The effects, however, were not strong and found only in frequent lucid dreamers. While this indicates some preliminary support for the involvement of the DLPFC in lucid dreaming, further research, controlling for indirect effects of stimulation and including other brain regions, is needed.

Cathodal HD-tDCS on the right V5 improves motion perception in humans

Brain lesions in the visual associative cortex are known to impair visual perception, i.e., the capacity to correctly perceive different aspects of the visual world, such as motion, color, or shapes. Visual perception can be influenced by non-invasive brain stimulation such as transcranial direct current stimulation (tDCS). In a recently developed technique called high definition (HD) tDCS, small HD-electrodes are used instead of the sponge electrodes in the conventional approach. This is believed to achieve high focality and precision over the target area. In this paper we tested the effects of cathodal and anodal HD-tDCS over the right V5 on motion and shape perception in a single blind, within-subject, sham controlled, cross-over trial. The purpose of the study was to prove the high focality of the stimulation only over the target area. Twenty one healthy volunteers received 20 min of 2 mA cathodal, anodal and sham stimulation over the right V5 and their performance on a visual test was recorded. The results showed significant improvement in motion perception in the left hemifield after cathodal HD-tDCS, but not in shape perception. Sham and anodal HD-tDCS did not affect performance. The specific effect of influencing performance of visual tasks by modulating the excitability of the neurons in the visual cortex might be explained by the complexity of perceptual information needed for the tasks. This provokes a "noisy" activation state of the encoding neuronal patterns. We speculate that in this case cathodal HD-tDCS may focus the correct perception by decreasing global excitation and thus diminishing the "noise" below threshold.

Effetti della tDCS sui pattern ERS/ERD indotti da immaginazione motoria: stato dell'arte

I sistemi BCI EEG-based sono un mezzo di comunicazione diretto tra il cervello e un dispositivo esterno il quale riceve comandi direttamente da segnali derivanti dall'attività elettrica cerebrale. Le features più utilizzate per controllare questi dispositivi sono i ritmi sensorimotori, ossia i ritmi mu e beta (8-30 Hz). Questi ritmi hanno la particolare proprietà di essere modulati durante l'immaginazione di un movimento generando così delle desincronizzazioni e delle sincronizzazioni evento correlate, ERD e ERS rispettavamente. Tuttavia i destinatari di tali sistemi BCI sono pazienti con delle compromissioni corticali e non sono sempre in grado di generare dei pattern ERD/ERS stabili. Per questo motivo, negli ultimi anni, è stato proposto l'uso di tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva, come la tDCS, da abbinare al training BCI. In questo lavoro ci si è focalizzati sugli effetti della tDCS sugli ERD ed ERS neuronali indotti da immaginazione motoria attraverso un'analisi dei contributi presenti in letteratura. In particolare, sono stati analizzati due aspetti, ossia: i) lo studio delle modificazioni di ERD ed ERS durante (online) o in seguito (offline) a tDCS e ii) eventuali cambiamenti in termini di performance/controllo del sistema BCI da parte del soggetto sottoposto alla seduta di training e tDCS. Le ricerche effettuate tramite studi offline o online o con entrambe le modalità, hanno portato a risultati contrastanti e nuovi studi sarebbero necessari per chiarire meglio i meccanismi cerebrali che sottendono alla modulazione di ERD ed ERS indotta dalla tDCS. Si è infine provato ad ipotizzare un protocollo sperimentale per chiarire alcuni di questi aspetti.

Differential contributions of the mIPS and PMd in the movement planning of reaches investigated through HD-tDCS

To reach for a target, we must formulate a movement plan - a difference vector of the target position with respect to the starting hand position. While it is known that the medial part of the intraparietal sulcus (mIPS) and the dorsal premotor (PMd) activity reflects aspects of a kinematic plan for a reaching movement, it is unclear whether or how the two regions may differ. We investigated the functional roles of the mIPS and PMd in the planning of reaching movements using high definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) and examined changes in horizontal endpoint error when participants were subjected to anodal and cathodal stimulation. The left mIPS and PMd were functionally localized with fMRI in each participant using an interleaved center-out pointing and saccade task and mapped onto the scalp using Brainsight. We adopted a randomized, single-blind design and applied anodal and cathodal stimulation (2mA for 20 min; 3cm radius 4x1 electrode placement) during 4 separate visits scheduled at least a week apart. Each participant performed 250 baseline, stimulation, and post-stimulation memory-guided reaches starting from one of two initial hand positions (IHPs) to one of 4 briefly flashed targets (20 cm distant, 5 cm apart horizontally) while fixating on a straight-ahead cross located at the target line. Separate 2-way repeated measures ANOVAs of horizontal endpoint error difference after cathodal tDCS at each stimulation site revealed a significant IHP by target position interaction effect at the left mIPS, and significant IHP and target main effects at the left PMd. Behaviorally, these effects corresponded to IHP-dependent contractions after cathodal mIPS tDCS and IHP-independent contractions after cathodal PMd tDCS. These results suggest that the movement vector is not yet formed at the input level of mIPS, but is encoded at the input of PMd. These results also indicate that tDCS is a viable, useful method in investigating movement planning properties through temporary perturbations of the system.

Tecniche di stimolazione transcranica: TMS e tDCS a confronto

Nel corso degli ultimi decenni si è assistito a un aumento di malattie e disturbi che colpiscono il sistema nervoso,specialmente il cervello. Si è dunque resa necessaria la ricerca e l'analisi di tecniche di stimolazione transcranica a fini sperimentali, clinici e di diagnosi. Tra queste spiccano per la loro versatilità la TMS e la tDCS, le quali hanno già trovato e possono ancora trovare la loro applicazione in numerosi ambiti anche molto differenti tra loro, tra cui quello motorio, verbale, della memoria o per disturbi neurodegenerativi. L'analisi approfondita delle loro applicazioni può non solo portare a meglio comprendere i limiti che le due tecniche hanno al giorno d'oggi e quindi portare a un miglioramento delle stesse, ma anche ad una comprensione più accurata del funzionamento del sistema nervoso, tutt'ora ancora alquanto oscuro nella sua complessità. Infine, confrontando le due tecniche si può meglio definire anche quali possano essere gli ambiti in cui l'una e l'altra sono più vantaggiose o possano dare contributi più incisivi.

Améliorer la douleur et le sommeil chez les aînés souffrant de douleur chronique à l’aide de la stimulation transcrânienne par courant direct (tDCS)

Résumé : Introduction: La douleur chronique et les problèmes de sommeil ont un impact significatif sur la qualité de vie. La prévalence de ces deux conditions augmente substantiellement avec l’âge. L’objectif de cette étude était d’évaluer la faisabilité d’une étude randomisée, contrôlée par placebo et de recueillir des données sur l’efficacité de la stimulation transcrânienne par courant direct (tDCS) pour réduire la douleur et améliorer le sommeil chez des aînés souffrant de douleur chronique d’origines musculo-squelettique. Méthodes: Quatorze patients souffrant de douleur chronique et de problèmes de sommeil ont reçu cinq séances quotidiennes consécutives de tDCS anodique appliquée au cortex moteur primaire (2 mA, 20 minutes) ou cinq séances de tDCS simulée de manière randomisée. L’intensité de la douleur était mesurée avec une échelle visuelle analogue et les paramètres de sommeil avec l’actigraphie. Pendant toute la durée de l’étude, des journaux de bord de douleur et de sommeil étaient aussi utilisés afin de mesurer l'effet de la tDCS sur la douleur et le sommeil du quotidien des participants. Résultats: Les résultats indiquent que la tDCS réelle engendre une analgésie de 59 %, alors que la tDCS simulée ne réduit pas la douleur (p < 0,05). Par contre, aucun changement n’a été observé au niveau des paramètres de sommeil (tous les p ≥ 0,18). Conclusion: Il appert que cinq séances de tDCS anodique appliquée au niveau du cortex moteur primaire seraient efficaces pour réduire la douleur des aînés souffrant de douleur chronique, mais pas pour améliorer leur sommeil. De futures études seront nécessaires afin de déterminer si d’autres paramètres de stimulation pourraient avoir un impact sur le sommeil et si ces résultats peuvent être reproduits en utilisant un plus grand nombre de patients.

Limits to tDCS effects in language:failures to modulate word production in healthy participants with frontal or temporal tDCS

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a method of non-invasive brain stimulation widely used to modulate cognitive functions. Recent studies, however, suggests that effects are unreliable, small and often non-significant at least when stimulation is applied in a single session to healthy individuals. We examined the effects of frontal and temporal lobe anodal tDCS on naming and reading tasks and considered possible interactions with linguistic activation and selection mechanisms as well possible interactions with item difficulty and participant individual variability. Across four separate experiments (N, Exp 1A = 18; 1B = 20; 1C = 18; 2 = 17), we failed to find any difference between real and sham stimulation. Moreover, we found no evidence of significant effects limited to particular conditions (i.e., those requiring suppression of semantic interference), to a subset of participants or to longer RTs. Our findings sound a cautionary note on using tDCS as a means to modulate cognitive performance. Consistent effects of tDCS may be difficult to demonstrate in healthy participants in reading and naming tasks, and be limited to cases of pathological neurophysiology and/or to the use of learning paradigms.

Neural mechanisms underlying perilesional transcranial direct current stimulation in aphasia: A feasibility study

Little is known about the neural mechanisms by which transcranial direct current stimulation (tDCS) impacts on language processing in post-stroke aphasia. This was addressed in a proof-of-principle study that explored the effects of tDCS application in aphasia during simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI). We employed a single subject, cross-over, sham-tDCS controlled design, and the stimulation was administered to an individualized perilesional stimulation site that was identified by a baseline fMRI scan and a picture naming task. Peak activity during the baseline scan was located in the spared left inferior frontal gyrus and this area was stimulated during a subsequent cross-over phase. tDCS was successfully administered to the target region and anodal- vs. sham-tDCS resulted in selectively increased activity at the stimulation site. Our results thus demonstrate that it is feasible to precisely target an individualized stimulation site in aphasia patients during simultaneous fMRI, which allows assessing the neural mechanisms underlying tDCS application. The functional imaging results of this case report highlight one possible mechanism that may have contributed to beneficial behavioral stimulation effects in previous clinical tDCS trials in aphasia. In the future, this approach will allow identifying distinct patterns of stimulation effects on neural processing in larger cohorts of patients. This may ultimately yield information about the variability of tDCS effects on brain functions in aphasia.

Efeito da estimulação transcraniana por corrente contínua sobre o desempenho físico: análise das respostas cerebrais, metabólicas e perceptivas durante e após exercícios aeróbio e de força

Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) sobre áreas corticais pré-selecionadas, tem aumentado o desempenho físico de diferentes populações. Porém, lacunas persistem no tocante aos mecanismos subjacentes à estes efeitos. Assim, a presente tese objetivou: a) investigar os efeitos da ETCC anódica (aETCC) e placebo (Sham) no córtex motor (CM) de indivíduos saudáveis sobre o desempenho de força máxima; b) comparar os efeitos da ETCC sobre a produção de força máxima e estabilidadade da força durante exercícios máximo e submáximo em sujeitos hemiparéticos e saudáveis; c) investigar o efeito da ETCC sobre a conectividade funcional inter-hemisférica (coerência eletroencefalográfica cEEG) do córtex pré-frontal (CPF), desempenho aeróbio e dispêndio energético (EE) durante e após exercício máximo e submáximo. No 1 estudo, 14 adultos saudáveis executaram 2 sessões de exercício máximo de força (EMF) dos músculos flexores e extensores do joelho dominante (3 séries de 10 rep máximas), precedidos por aETCC ou Sham (2mA; 20 mim). aETCC não foi capaz de aumentar o trabalho total e pico de torque (PT), resistência à fadiga ou atividade eletromiográfica durante o EMF. No 2 estudo, 10 hemiparéticos e 9 sujeitos saudáveis receberam aETCC e Sham no CM. O PT e a estabilidade da força (coeficiente de variação - CV) foram avaliados durante protocolo máximo e submáximo de extensão e flexão unilateral do joelho (1 série de 3 reps a 100% do PT e 2 séries de 10 reps a 50% do PT). Nenhuma diferença no PT foi observada nos dois grupos. Diminuições no CV foram obervadas durante a extensão (~25-35%, P<0.001) e flexão de joelho (~22-33%, P<0.001) após a aETCC comparada com Sham nos hemiparéticos, entretanto, somente o CV na extensão de joelhos diminuiu (~13-27%, P<0.001) nos saudáveis, o que sugere que aETCC pode melhorar o CV, mas não o PT em sujeitos hemiparéticos. No 3 estudo, 9 adultos saudáveis realizaram 2 testes incrementais máximos precedidos por aETCC ou Sham sobre o CPF com as respostas cardiorrespiratórias, percepção de esforço (PSE) e cEEG do CPF sendo monitoradas. O VO2 de pico (42.64.2 vs. 38.23.3 mL.kg.min-1; P=0,02), potência total (252.776.5 vs. 23773.3 W; P=0,05) e tempo de exaustão (531.1140 vs. 486.7115.3 seg; P=0,04) foram maiores após aETCC do que a Sham. Nenhuma diferença foi encontrada para FC e PSE em função da carga de trabalho (P>0,05). A cEEG do CPF aumentou após aETCC vs. repouso (0.700.40 vs. 0.380.05; P=0,001), mas não após Sham vs. repouso (0.360.49 vs. 0.330.50; P=0,06), sugerindo que a aETCC pode retardar a fadiga aumentando a conectividade funcional entre os hemisférios do CPF e desempenho aeróbio durante exercício exaustivo. No 4 estudo, o VO2 e EE foram avaliados em 11 adultos saudáveis antes, durante a aETCC ou Sham no CPF e 30 min após exercício aeróbio submáximo isocalórico (~200kcal). Diferenças não foram observadas no VO2 vs. repouso durante aETCC e Sham (P=0.95 e P=0.85). Porém, a associação entre exercício e aETCC aumentou em ~19% o EE após ao menos, 30 min de recuperação após exercício quando comparada a Sham (P<0,05).

三类新型壳聚糖衍生物的制备及其抑菌、抗氧化活性研究

本论文制备了三类新型壳聚糖衍生物，并对其抑菌及抗氧化活性进行了筛选与研究，具体结果如下。 通过在不同分子量的壳聚糖上引入1，3，5-噻二嗪硫酮首次合成壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物（N-2-对氨基苯磺酰噻二嗪硫酮-壳聚糖（SATTCS）， N-2-邻甲基苯噻二嗪硫酮-壳聚糖（TITTCS）, N-2-邻氯苯噻二嗪硫酮-壳聚糖（CITTCS））；通过将羟丙基壳聚糖与不同的醛反应首次合成了羟丙基壳聚糖希夫碱（羟丙基壳聚糖水杨醛希夫碱（HHPCS）, 羟丙基壳聚糖5-氯水杨醛希夫碱（HCHPCS）, 羟丙基壳聚糖5-硝基水杨醛希夫碱（HNHPCS）, 羟丙基壳聚糖5-溴水杨醛希夫碱（HBHPCS）, 羟丙基壳聚糖糠醛希夫碱（FHPCS））；通过将不同分子量的壳聚糖与乙酰芳香胺反应首次合成了壳聚糖乙酰芳香胺衍生物（壳聚糖乙酰苯胺（ABCS）, 壳聚糖乙酰芳邻氯苯胺（ACCS），壳聚糖乙酰芳对甲苯胺（TDCS）, 壳聚糖乙酰甲萘胺（MDACS））。采用红外、元素分析等方法进行了结构鉴定。 通过对金黄色葡萄球菌、八叠菌、大肠杆菌、绿脓杆菌，芦笋茎枯病菌等一些真菌的抑菌活性研究表明：壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物、壳聚糖乙酰芳香胺衍生物具有较好的抑制细菌的活性，且衍生物对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好。分子量不同，抑菌活性也不同。其中，SATTCS和 LMANCS对细菌的抑制效果最好， SATTCS和TDCS的对真菌的抑菌活性最为显著。 抗氧化活性筛选结果表明：壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物和羟丙基壳聚糖希夫碱具有很强的清除羟自由基的能力，清除能力全部优于Vc: 壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物还具有较强的还原能力,其中TITTCS的还原能力比Vc强；并且，低分子量的壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物的清除羟自由基的能力以及还原能力略强于高分子量的壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物。 通过本研究工作制备了三类新型壳聚糖衍生物；生物活性研究表明：壳聚糖噻二嗪硫酮衍生物和壳聚糖乙酰芳香胺衍生物在抑菌方面具有应用潜力。研究成果对深入开发利用甲壳质资源，促进我国海洋药物的发展具有重要的意义。