经颅直流电刺激调控大脑认知功能的研究进展
2018-05-25魏晋文綦宏志
周 鹏 魏晋文 孙 畅 綦宏志,2 明 东,2#
1(天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072)2(天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室,天津 300072)
引言
经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)是一种非侵入式调节大脑皮层神经元活动的技术,它所利用的直流电强度较低且恒定(0.5~2 mA),持续时间一般为5~30 min[1-2]。2000年左右,Priori、Nitsche、Paulus等相继发表了运用tDCS刺激大脑运动皮层的研究文章[3-4],如今经过十几年的发展,tDCS作为研究热点已被公认为是极具潜力的神经调控技术。与其他神经调控技术(如经颅磁刺激等)相比,tDCS具有成本低廉、便携性强、易于操作以及耐受性好等特点,在神经科学和神经病理学等领域得到了广泛的研究和应用[5]。下面简要介绍tDCS的生理效应和实施方法,然后着重论述tDCS调控大脑学习和记忆、注意力、感知、情绪和决策等认知功能的研究进展和发展趋势。
1 tDCS的生理效应和实施方法
早期的动物实验研究表明,tDCS可以改变神经元的静息膜电位进而影响大脑的兴奋性,具体地说,阳极tDCS使神经元去极化,降低神经元产生动作电位的阈值,增强大脑兴奋性;反之,阴极tDCS使神经元超极化,提高神经元产生动作电位的阈值,降低大脑兴奋性[6-9]。2000年,Nitsche等将tDCS施加于人脑的初级运动皮层,通过经颅磁刺激引起的动作诱发电位(motor-evoked potential, MEP),检测大脑皮层的兴奋性,研究发现阳极刺激增强大脑兴奋性,阴极刺激恰好相反[4]。其后不断有研究证明相同的效应存在,如今这种效应被很多研究者当作先验知识直接使用[10],但是,近年来也有研究显示,并不是所有情况下都存在这样的效应[11-13]。……
