經(jīng)顱電刺激（Transcranial electrical stimulation，tES）是一種非侵入性腦刺激的方法，可用于通過(guò)向頭皮施加弱電流來(lái)改變神經(jīng)元的膜興奮性。主要應(yīng)用于神經(jīng)調(diào)控、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、精神病學(xué)、神經(jīng)康復(fù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科與臨床應(yīng)用研究。

傳統(tǒng)上，tES要求用戶(hù)將一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極施加到主體的頭皮上，這樣電流將從陽(yáng)極流向陰極。經(jīng)顱電刺激tES的常用方法包括經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）、經(jīng)顱交流電刺激（tACS）和經(jīng)顱隨機(jī)噪聲刺激（tRNS）。經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）可用于降低或者增強(qiáng)動(dòng)作電位的（通常認(rèn)為陰極，也就是tDCS的負(fù)極起到降低作用；陽(yáng)極，也就是tDCS的正極性，起到增強(qiáng)作用）。對(duì)于經(jīng)顱交流電刺激（tACS），所施加電流的方向或極性以預(yù)定的頻率變化，以影響膜興奮性（或電位）的變化。

一、TES簡(jiǎn)介

什么是tES？

經(jīng)顱電刺激-通常縮寫(xiě)為tES-是一種非侵入性方法，通過(guò)向個(gè)體頭皮施加弱電流來(lái)刺激大腦。

在最簡(jiǎn)單的形式中，tES涉及在受試者頭部放置陽(yáng)極和陰極，允許電流在電極之間流動(dòng)，目的是刺激潛在的大腦區(qū)域。

tES已被廣泛用于研究和臨床環(huán)境，通常被認(rèn)為是一種安全無(wú)痛的非侵入性腦刺激方法。

二、經(jīng)顱直流電刺激tDCS

tDCS 的想法是基于表明沿神經(jīng)元傳遞 5-20 分鐘的極化電流會(huì)在該神經(jīng)元內(nèi)每秒產(chǎn)生持續(xù)的尖峰數(shù)量變化的工作（Bindman 等人，1964 年）。當(dāng)向人類(lèi)頭皮施加微弱電流（高達(dá) 2mA）時(shí)，類(lèi)似的原理被用于人類(lèi)的非侵入性刺激（Nitsche & Paulus，2003）。當(dāng)施加陽(yáng)極電流（左 M1 —> 右眼眶）時(shí)，經(jīng)顱磁刺激 (TMS) 誘發(fā)的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位 (MEP) 的幅度增加。相反，當(dāng)應(yīng)用陰極（右眶上 -> 左 M1）刺激時(shí)，MEP 的幅度降低。然而，當(dāng)嘗試使用 tDCS 來(lái)改變皮質(zhì)興奮性時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相當(dāng)大的可變性，特別是當(dāng)使用 TMS 探測(cè)效果時(shí)（例如 Tremblay 等人，2016）。最近，電流模型和與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較強(qiáng)調(diào)了在與腦回正交的方向上施加電流的重要性，這可以減少以 1mA 的電流刺激運(yùn)動(dòng)皮層時(shí)的變異性（Rawji 等人，2019 年）。

最初，tDCS應(yīng)用采用一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極，通常具有5x7cm電極，這通常會(huì)導(dǎo)致電極之間位點(diǎn)的峰值感應(yīng)電場(chǎng)，而不是陽(yáng)極正下方（Datta等人，2009）。然而，“高清tDCS（HD-tDCS）”的發(fā)展涉及“4x1 HD環(huán)形排布”，其中四個(gè)陰極圍繞一個(gè)陽(yáng)極，以圓盤(pán)形電極的圓形排列（Datta等人，2009）。電機(jī)皮層周?chē)腍D-tDCS蒙太奇導(dǎo)致緊鄰陽(yáng)極下方的電場(chǎng)峰值（在M1中），但其他地方的電場(chǎng)峰值不存在（Datta等人，2009），這表明HD-tDCS可用于選擇性地去極化陽(yáng)極下方的區(qū)域，具有合理的空間分辨率。

三、經(jīng)顱交流電刺激tACS

另一方面，tACS使皮質(zhì)興奮性的變化在特定頻率下發(fā)生。這通常涉及tES振幅在特定頻率下發(fā)生的正弦變化，基于顱內(nèi)工作表明局部場(chǎng)電位的變化與外部施加的場(chǎng)同步（Frohlich&McCormick，2010）。在最初的一個(gè)實(shí)例中，tACS在單個(gè)α頻率上應(yīng)用（在枕葉皮層中測(cè)量），并且與之前相比，在tACS之后的腦電圖（EEG）測(cè)量期間顯示α功率增加（Zaehle等人，2010），一些報(bào)道了刺激后30分鐘的后效應(yīng)（Neuling等人，2013）。此外，當(dāng)在一定頻率范圍（4-16Hz）上應(yīng)用taACS時(shí)，觀(guān)察到10H時(shí)α功率增加，功率降低，最終隨著使用8-12Hz頻帶外的頻率而逐漸消失（Merlet等人，2013）。綜上所述，這些實(shí)驗(yàn)表明，tACS可能是一種有前途的手段，可以為基本神經(jīng)生理過(guò)程的電壓振蕩變化提供因果證據(jù)。

四、tES的可能副作用

雖然tes通常被認(rèn)為是一種安全無(wú)痛的非侵入性腦刺激方法，但受試者自然可能會(huì)遇到許多副作用，包括：

•頭皮

瘙癢/刺痛感•疲勞

•惡心

•頭痛

•失眠

四、產(chǎn)品應(yīng)用

•認(rèn)知科學(xué)

用于學(xué)習(xí)能力、記憶力、語(yǔ)言能力、聽(tīng)力、視覺(jué)、感覺(jué)及功能聯(lián)系的研究。

•精神病學(xué)

用于影響前額葉背外側(cè)皮層的特定腦功能。

•神經(jīng)病學(xué)

用于刺激外周和中樞神經(jīng)通路。

•康復(fù)醫(yī)學(xué)

用于促進(jìn)肌肉恢復(fù)和神經(jīng)強(qiáng)制的解除。