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給大腦“充電”的經顱電刺激技術正在研究界嶄露頭角

2020-06-18 16:24:43來源：科技日報

腦筋轉不動?大腦累了怎么辦?能不能像給手機充電那樣給大腦充電?盡管這聽起來像是科幻小說里的奇談怪論，但認知神經科學家卻正在一本正經地探討這個想法的可行性——給大腦“充電”的經顱電刺激技術正在研究界嶄露頭角。

經顱電刺激通過外置電源和放置在頭皮表面的電極，可以對人腦施加微弱的直流、交流或者隨機強度的電刺激，最大電流強度通常在1—2毫安，單次刺激時間一般小于30分鐘。

我國科學家經過研究論證了刺激前評估的必要性，建立了一個易于使用的刺激前篩查流程，有助于推進經顱電刺激標準化流程的制定，預防經顱電刺激的濫用。這項研究論文近日作為封底內頁故事發表在《先進科學》上。

或以“隔山打牛”方式發揮效應

記者查詢相關論文得知，經顱電刺激是一種非侵入性神經刺激技術，它通過電極將特定的低強度電流作用于特定腦區，達到調節大腦皮層神經活動的目的。研究表明，經顱電刺激技術對于腦損傷的恢復、情緒調節、增強認知能力等具有調控作用。

那么，經顱電刺激究竟是如何發揮效應的呢?

“經顱電刺激技術在發展之初有一些簡單粗暴的假設。比如，正極刺激會引起電極下皮層興奮性的提高，提升相應的認知功能，而負極刺激會引起電極下皮層興奮性的減弱，降低相應的認知功能。早期的經顱電刺激研究通常聚焦運動皮層和運動功能，研究結果基本支持這個假設。然而，當人們將電刺激作用于高級皮層區域時，這個假設時而成立，時而不成立，難以琢磨。”該論文的第一作者、中國科學技術大學生命科學學院副研究員楊立狀說。

隨著對大腦功能網絡的研究，人們意識到認知功能依賴于神經網絡的協同，而非局部的神經。因此，電刺激產生的效應可能是通過“隔山打牛”的方式來實現的。

“我們之前的研究發現，電刺激降低成癮者對成癮物質的渴求主要源于調節前額葉和海馬旁回之間的功能耦合。現在，領域內大多數研究者已經開始拋棄簡單粗暴的皮層局部興奮性改變假設，擁抱電刺激效應的網絡機制假設。”楊立狀說。

電刺激效果似乎因人而異

近年來，越來越多的研究發現，經顱電刺激效應存在巨大的個體差異。

楊立狀等人的論文中這樣描述：“神經刺激技術，尤其是經顱直流電刺激，由于其潛在的臨床價值和低成本而變得非常流行。盡管經顱直流電刺激易于操作，但要獲得一致的結果并非易事，因為效果在不同人之間都存在顯著差異。”

“我們招募了一組健康年輕人參與研究，采用功能核磁共振影像計算他們的大腦功能偏側化，即大腦在社會認知活動中左右側顳頂聯合(TPJ)的激活不對稱性，同時采集了參與者在左側顳頂聯合刺激、右側顳頂聯合刺激和虛假刺激3種條件下的社會認知功能任務成績。”楊立狀說。

研究結果顯示，對于一些人而言，電刺激是“蜜糖”，會讓他們的任務成績顯著提高;而對于另一些人，電刺激則是“砒霜”，會降低他們的任務成績。

如果刺激效果僅僅是兩種：積極作用和沒有作用，那么這項技術還是安全的。可是如果刺激效應還包含消極作用，甚至副作用，那么人們就該三思而后行了。

“然而，很多研究者并沒有重視這一問題。”楊立狀說，學術文獻中充斥著積極作用的證據;大眾媒體也在推波助瀾，大肆渲染電刺激的作用;很多沒有研究資質的公司，在銷售經顱電刺激技術的相關治療方案;人們甚至可以在網上找到專門的網站，學習如何動手DIY經顱電刺激設備。

2014年，神經科學權威期刊《神經元》上刊登了一篇文章，呼吁研究界重視經顱電刺激的潛在濫用和倫理風險。不論是研究者、商業機構，還是個人，都應認識到：汝之蜜糖，或許是彼之砒霜，在使用新技術時，風險評估永遠是首先要做的事情。

“我們認為，刺激前篩查能夠事先評估個體是否適合接受經顱電刺激，是經顱電刺激應用標準化的必要一環。”楊立狀說。

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