通過電流治療和調(diào)節(jié)神經(jīng)，用來治療疾病的歷史，可謂源遠流長。 早在古羅馬時期，人類就發(fā)現(xiàn)通過電鰩魚放電，能夠電治療頭痛、卒中；17世紀，荷蘭科學家曾使用電鰻魚放電，緩解頭痛和神經(jīng)痛；1774年，荷蘭學者克萊恩斯特（Kratzenstein）使用萊頓瓶（世界上最早的存儲/放電裝置）放電治療疼痛、攣縮，成為近代史上首次使用人工裝置，通過電流治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的記錄。

萊頓瓶

tDCS技術的興起

盡管當時電療方法展現(xiàn)出良好的應用前景，但隨著藥物治療心理及精神疾病的普及，這種方法逐漸淡出人們的視野。

21世紀初，隨著對藥物不良反應認識的加深，以及腦科學研究熱潮的興起，以tDCS為代表的無創(chuàng)腦刺激技術（non-invasive brain stimulation,NBS）再次進入人們視野，其獨特優(yōu)勢得到世界各地研究人員的重視，尤其是2010年后，得到了快速發(fā)展。

美國國立衛(wèi)生研究院

安全性是各類療法的金標準，根據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health，NIH）的研究，認為在使用合適的電極和導電膏條件下，電流密度在25.46A/m2，持續(xù)時間<20分鐘，均為安全范圍。根據(jù)這個標準，目前各種tDCS設備，電流強度在0.5~2mA，單次使用時間一般在15~20分鐘。（以1mA電流強度為例，仿真研究發(fā)現(xiàn)，其電流密度的最大值僅為0.13A/m2，僅是NIH給出的安全標準的1/200）

tDCS提升認知功能

tDCS對于認知能力的提升，表現(xiàn)在提高執(zhí)行性注意力、改善決策的準確度、降低決策的錯誤率等。為便于理解，這里主要討論其對學習和記憶能力、注意力、視覺感知的影響。

大腦認知功能分布圖

1、學習和記憶能力

學習和記憶分為3個階段：獲取記憶階段、鞏固記憶階段、保存記憶階段。tDCS通過改變不同神經(jīng)遞質(zhì)的神經(jīng)調(diào)節(jié)效率，提高這三個階段的能力；同時，磁共振波譜技術也發(fā)現(xiàn)，tDCS能改變與神經(jīng)功能有關的一些化學物質(zhì)，如谷氨酸復合物、 氮 -乙?；扉T冬氨酸等，證明其通過影響一些類似谷氨酸這種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，改變神經(jīng)的可塑性， 并通過這種活動加強記憶。

2、注意力

美國的科學家通過模擬飛行指揮任務，來驗證tDCS對注意力的影響。通過使用1mA，兩階段干預（第一階段10分鐘，第二階段30分鐘，共40分鐘），發(fā)現(xiàn)飛行員的警覺度隨時間下降程度較低，目標發(fā)現(xiàn)率更高，需要的反應時更短；同時腦血流速度加快，腦血液的血氧飽和度更高。

該研究小組還發(fā)現(xiàn)，tDCS對注意力的提升效果好于咖啡，且持續(xù)時間更長。目前，該小組的研究重點，放在tDCS替代咖啡或藥物，幫助維持飛行員注意力方面。

3、視覺感知能力

視覺是怎樣產(chǎn)生的？第一步，人眼通過晶狀體，將光線聚焦于視網(wǎng)膜上；第二步，視網(wǎng)膜上的感光細胞檢測到光子，從而產(chǎn)生神經(jīng)沖動；第三步，神經(jīng)信號被傳送到初級大腦視覺皮質(zhì)、次級大腦視覺皮質(zhì)上，最終產(chǎn)生了視覺。因此，只要對第三階段進行干預，就能改變?nèi)藢ξ矬w的視覺感知，而事實也是如此。

利用tDCS干預視覺區(qū)域V5（亦稱為視覺運動區(qū)）來改善視覺的運動閾限，提高視覺感知能力。

由于人腦并不是均勻的整體，比如顱骨電阻較高，腦組液電阻較低，在使用tDCS增強大腦認知能力時，會發(fā)現(xiàn)增強的并非單一的認知能力，通常是廣泛提高了多種認知能力。

發(fā)展前景

tDCS作為一種新型的腦功能調(diào)控技術，可顯著增強包括記憶力、注意力、視覺感知能力在內(nèi)的多種認知能力。因其簡單、易用、非侵入性和效果顯著的特點也越來越受到各國研究人員的重視。 未來，tDCS有望作為一種重要的腦功能增強技術，用于醫(yī)療、教育等領域，在航空航天及相關領域亦有廣泛的應用前景。

參考文獻

《被激發(fā)的大腦———經(jīng)顱直流電刺激技術對認知功能的增強作用》