tDCS技术安全性、提升学习能力、认知能力的最新研究进展

tDCS技术与其他神经调控方法相比，具有成本可控、便携、安全、易用等特点，因此具有相当大的潜力。目前，国内外关于tDCS技术方面的研究，呈指数级增长。

【安全性研究】

在tDCS干预期间，从阳极到阴极电极的电流会在整个大脑皮层产生弱电场 （EF<1V/m），阳极通常会增强局部神经元的兴奋性，阴极则抑制局部神经元的兴奋性，达到调节大脑功能的目的。

tDCS产生的电场通常被认为是阈下刺激，这意味着tDCS本身不会引起神经元去极化，不会诱发动作电位。在美国密歇根大学医学院，一项关于儿童脑电设备安全性的研究中，发现电流密度超过阈值，有引发癫痫的风险。

如图所示：电流密度超过阈值，脉冲模式带来脑电尖棘波，诱发癫痫风险

根据美国国立卫生研究院（National Institutes of  Health，NIH）的研究，认为在使用合适的电极和导电膏条件下，电流密度在25.46A/m²，持续时间<20分钟，均为安全范围。根据这个标准，目前各种tDCS设备，电流强度在0.5~2mA，单次使用时间一般在15~20分钟。

根据仿真实验结果，以1mA电流强度为例，研究发现，其电流密度的最大值仅为0.13A/m²，仅是NIH给出的安全标准的1/200。因此，在目前tDCS的相关临床试验、以及使用中，鲜有引发癫痫的报道；而TMS、rTMS等则有引发癫痫的案例。

【对学习能力的提升】

研究表明，连续使用tDCS干预可以提高工作记忆成绩，而工作记忆和人的学习能力密切相关。tDCS通过调节突触可塑性，避免突触过度强化或弱化，使突触强度在学习过程保持在最佳范围，进而提高工作记忆成绩。

从脑生理功能和生理特性分析，这是因为tDCS的后遗效应，可影响钙离子的浓度的变化，调控多种神经递质的释放和分布，直接或间接地改变突触可塑性，从而在突触再可塑性的调控中扮演重要的角色。

【对认知能力的提升】

研究发现，tDCS干预神经网络的某个节点，可以对整个神经网络产生影响。认知功能与默认模式网络 （default mode network， DMN）和负相关网络 （anticorrelated network，AN）的均衡有关。

功能性磁共振成象(fMRI)表明，tDCS干预后，示负相关网络 （anticorrelated network，AN） 的同步性增加，默认模式网络（DMN）的同步性减少，而默认模式网络（DMN）的减少，促进大脑资源的重新分配，这可能揭示了tDCS对认知功能改善的机制。

【研究结论】

作为一项正在快速发展的技术，tDCS在提升学习能力、认知能力等方面，具有光明的发展前景。

【参考文献】

王杨,程佳月,王振.经颅直流电刺激作用机制的研究进展[J/OL].上海交通大学学报(医学版):1-6[2022-08-10].