综述帖 | 经颅电刺激tDCS（transcranial direct current stimulation)的一篇综述
对疾病的治疗
1、治疗慢性疼痛
对于10Hz重复磁刺激初级运动皮层(M1)治疗神经源性疼痛已经早有报道，但tDCS减轻疼痛的效果优于rTMS，近些年来越来越多的研究者开始关注tDCS治疗慢性神经病理性疼痛。研究证实，tDCS可以减轻脊髓外伤引起的疼痛、纤维组织肌痛、癌症引起的疼痛，但是关于tDCS减轻疼痛的机制尚不清楚。有报道称，当tDCS持续刺激到达一定时间后，N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA，是兴奋性氨基酸谷氨酸的特异性受体)会被暂时的激化，从而促进神经元突触的贡塑，因此，刺激后效果会持续。通过、DCS提高M1的兴奋性可以间接调制痛觉区域如丘脑核，同时也影响到其他有关痛觉的区域如前扣带皮质、中脑导水管周围灰质甚至脊神经，从而减轻痛觉。
P.s.Boggio等人用阳极刺激20名健康受试者M1区和背外侧前额叶皮质(DLPFC,DLPFC有调制包括杏仁体和前扣带皮质等痛觉网络的作用。发现受试者的痛阈升高，这就提示tDCS缓解疼痛的机制可能不仅仅是与痛觉相关的神经元兴奋性有关，可能还与痛阈的改变有关。Andrea Antal等人对12名存在抗药性的慢性疼痛受试者(二义神经痛、中风后疼痛综合症、背痛、纤维组织肌痛)同时进行阳极刺激和假刺激，对另外9名受试者只进行阳极刺激或者假刺激，连续5天用1mA的tDCS刺激M1的手部运动区，每天20分钟，从痛觉评分量表看，阳极刺激减轻了痛觉，效果持续了二周到四周。Felipe Fregni等人对脊髓外伤引起的中枢性疼痛患者的运动皮层进行2mA
20分钟的，连续5天的tDCS，发现阳极刺激运动皮层可以显著减轻疼痛症状，并目刺激后没有引起抑郁、焦虑、认知功能的改变。
2、治疗抑郁症
早在上个世纪六十年代就有通过tDCS来改变人类情绪和抑郁症症状的报道，但是与现在的刺激模式不同。早期的研究成果刺激模式不统一，重复性不佳，很多实验没有得到后续研究的复制，原因可能是病人情况的差异或者刺激模式不够科学。在沉默了二十多年后，tDCS优化了部分刺激模式，从而又被用来治疗抑郁症。tDCS治疗抑郁症改善情绪的真正机理并没有被确证，但是一般认为是利用tDCS的调制作用，平衡两侧前额皮质的兴奋性。因此大量的关于抑郁症状和神经生理异常的联系的研究正在开展。
Fregni等人对10名重度抑郁病人（并没有产生抗药性）进行1mA，单次单日20分钟，通过HAM和BDI抑郁评分，发现分数相对于基线平均减少60%到70%。Boggio等人对抑郁症病人进行连续10天的tDCS，发现tDCS刺激前额叶皮质，可以通过改变大脑处理与情绪相关的事物（比如增加了对积极乐观的视觉材料的识别能力），暂时改善抑郁症状。当加大刺激电流到2mA时，刺激后的改善效果可以持续30天。Rigonatti等人对tDCS和氟西汀（抗抑郁药物）的效果进行了对比，发现两者的治疗效果虽然相似，但是tDCS相比之下起效更快，并且效果持续了4周。
目前尚并不清楚tDCS治疗抑郁症的最佳刺激模式是什么，比如单次刺激多长时间，间隔多久刺激一次才能延长刺激效果并且产生最小的副作用。还需要大量的实验来证实和确定。
3、治疗帕金森病
目前帕金森病（PD）的主流治疗方法是药物治疗、深部脑刺激治疗和外科手术毁损治疗。但是无创脑刺激如rTMS和tDCS的提出，正在对传统治疗方法提出挑战。
Fregni等人的双盲实验中，分别用阳极和阴极电极刺激M1、用阳极刺激背外侧前额叶（DLPFC），通电20分钟，并设计了假手术组，然后评估了刺激后受试病人的运动功能，包括帕金森统计量表（UPDRS），对简单事物的反应时间（sRT）和Purdue Pegboard测试，评估了MEP，从而观察tDCS对PD患者的疗效。其中，阳极刺激M1后，UPDRS（p<0.001）和sRT(p=0.019)的测试结果显示,被刺激的受试者相对于假手术组的受试者的运动功能得到了显著改善，而阴极刺激M1，和阳极刺激DLPFC并没有类似效果。另外，阳极刺激M1后，MEP的幅度增加，而阴极刺激后，MEP的幅度减小，这就显示了皮层靶区域的神经细胞兴奋性的改变。
认知能力的下降是PD患者经常出现病症，往往大大降低患者的生活质量。多巴胺类药物和经颅磁刺激早已被证明可以提高PD的患者的某些认识能力如工作记忆。Paulo S.Boggio等人，通过实验来探讨tDCS是否能通过调节大脑皮层的兴奋性来改善PD的认知能力。他们的实验受试者为18个PD先天患者，用阳极tDCS分别刺激左侧的背外侧前额叶皮层（LDLPFC）和初级运动区（M1），电流用1mA和2mA。结果表明，电流强度为2mA，阳极电刺激LDLPFC，受试者通过工作记忆测试反映出工作记忆的显著提高，而用1mA电流刺激LDLPFC，或者刺激M1都没有发现显著性改变。因此，tDCS基于一定的刺激位置和刺激强度能够改善PD患者的工作记忆能力，可能是由于背外侧前额叶皮层兴奋性的升高所致。
tDCS在临床上应用于帕金森症的研究报道很少，是一个新兴的方向，以上两篇报道分别从运动功能和认识能力方面的改善来评价刺激后的效果，其实还可以从多巴胺的分泌等生化角度来研究，其实tDCS和TMS有很大相似之处，所以后续研究仍然有待开展。
4、治疗癫痫
癫痫的根本原因是皮层相应区域兴奋性提高，脑神经元异常和超同步化放电导致病情突然发作，这种病态的特征分布在皮层之间和皮层下神经元的神经网络中。目前的治疗方法主要是药物治疗和手术治疗，但是药物治疗癫痫不仅仅会影响到致癫皮层，而且会波及到大脑其他区域，损害正常的生理功能；手术治疗主要是切除病理区域，同样也会损伤认识功能和行为功能。从癫痫病发的机理上来看，减小皮层神经元的兴奋性是一种治疗方法。近几年研究者采用tDCS减小相应皮层的兴奋性来治疗癫痫，取得了比较好的效果。
在动物实验中已经证实减小相应皮层的兴奋性可以避免大脑的突然放电和痉挛。在对动物模型的实验中，虽然效果要稍微逊色于抗癫痫药物，但是阴极tDCS依然产生了抗癫痫的效果。Fregni等人对皮层发育不良致癫的并且产生抗药性的受试者进行tDCS，用阴极刺激病理部位，刺激20分钟，刺激电流1mA。结果受试者的发作频率大大减小，效果持续到刺激后一个月。
5、治疗中风后遗症
中风分为缺血性中风和失血性中风，伴有脑组织局部坏死。在工业化，现代化的国家，中风已经成为成年人致残的主要因素。最近的研究发现，tDCS可以增进惯用治疗方法的效果。如增进运动功能训练促进的皮层重塑、促进视觉运动的协调性、促进类推能力等。
Friedhelm Hummel等人对中风后手部轻瘫的受试者进行阳极tDCS，发现患者的运动皮层兴奋性提高，并且通过Jebsen-Taylor手部功能测试，日常的手部功能明显提高。tDCS不仅能促进中风后患者复杂手部功能的恢复，也可以促进简单的运动功能能，如指力恢复，并且使简单反应时间缩短。Friedhelm C Hummel等人用阳极刺激中风后肢体轻瘫患者的M1，通过Jebsen-Taylor手部功能测试和指力测试，发现tDCS减小了轻瘫手部的反应时间，增大了患者的指力。Kang EK等人利用2mA的tDCS的阳极刺激10名中风后的病人的DLPFC，刺激20分钟，在刺激完1小时后，通过Go/No-Go测试，发现患者注意力明显高于对照组，并且刺激的效果可以持续3小时以上。这就证实阳极tDCS刺激DLPFC可以促进注意力的提升。
另外tDCS还可以帮助中风后失语症、记忆力下降等认知和功能障碍的恢复。
6、治疗耳鸣
耳鸣可以认为是一种幻听疾病，其致病原因比较复杂。用tDCS治疗耳鸣潜在的刺激区域可能是颞叶皮质、颞顶皮质或者前额区域。对颞顶区域实施10Hz的重复磁刺激可以有效的暂时减轻耳鸣症状，Fregni等人用tDCS阳极刺激颞顶区域，发现了与重复磁刺激相似的效果（p=0.002）。
前额叶皮质与耳鸣引起的情绪变化和感觉有密切关系，因此，抑制前额叶皮层的兴奋性，也可以达到抑制耳鸣的效果。Sven Vanneste等人的一项开放性试验对478名耳鸣受试者进行了DLPFC的双侧tDCS，其中448名接受右阳极左阴极刺激；30名接受右阴极左阳极刺激，通过评分量表评估刺激效果。结果显示，左阳极，右阴极的刺激模式下的患者的耳鸣症状并没有明显改善；29.9%的接受左阴极右阳极刺激的患者的耳鸣症状得到了明显改善，并且与耳鸣相关的紧张、痛苦等情绪也有明显改善。这项研究还表明，tDCS对接近三分之一的耳鸣病人有治疗作用，治疗效果不受性别、年龄、耳鸣类型、左侧耳鸣还是右侧耳鸣、耳鸣的患病时间的影响。
7、治疗多种癖嗜
对药物或外界摄取物成瘾是一种严重的慢性生理失调。频繁的摄取某些药物，会导致神经元对其依赖，并且会导致中脑皮质边缘多巴胺能系统失调，最终影响神经元兴奋传递。
DLPFC神经元过度兴奋与尼古丁的成瘾有关。Fregni等人对近期抽了15支以上的香烟，并且至少一年烟龄的24名受试者进行了DLPFC的tDCS。实验形式采用随机双盲，并设有交叉对照实验。受试者要求在开始实验前一小时不抽烟。通过评分量表对受试者刺激前后的对尼古丁的依赖水平和渴望水平进行评估。通电电流2mA，持续时间20分钟。实验结果表明，tDCS刺激DLPFC后，受试者对尼古丁的渴望水平降低，并且没有引起明显的情绪变化。
Boggio等人利用2mA，20分钟的tDCS刺激酒精上瘾的受试者的DLPFC，通过评分量表评估，结果同样减小了受试者对酒精的渴望水平和依赖。Fregni等人对18-55岁的23名对某种食物上瘾的受试者进行DLPFC的tDCS，发现经过治疗后，受试者之前对某种食物的特殊嗜好有所减轻。
8其他研究热点
①精神紊乱类疾病:急性狂躁症，双极症，强迫症，精神分裂，紧张症，创伤后精神失调；②神经损伤类疾病:肌张力失常，痉挛，口吃；③疼痛症侯群：腰疼，偏头痛；④内脏疾病：慢性胰腺炎，癌症。
另外有研究：牛津大学的Roi Cohen Kadosh在实验中发现，tDCS可以提高受试者的数学计算能力。悉尼大学的研究者还发现tDCS能增强人的视觉记忆。
（编辑/陈锐 52brain公众号编辑部）
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