郭 恒 何 莉 周仁來(lái)
(1北京師范大學(xué)心理學(xué)院應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100875)
(2南京大學(xué)社會(huì)學(xué)院心理學(xué)系, 南京 210023)
經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)是一種非侵入式、無(wú)創(chuàng)性的腦刺激方法, 是通過(guò)在頭顱外施加微弱的電流來(lái)改變大腦皮層的活動(dòng)性。隨著經(jīng)顱磁刺激在上世紀(jì)90年代得到廣泛應(yīng)用和關(guān)注, 受磁刺激的啟發(fā), 電刺激方法再次進(jìn)入人們的視野。21世紀(jì)初, 德國(guó)科學(xué)家Nitsche和 Paulus (2000)運(yùn)用電刺激方法,對(duì)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層(M1)進(jìn)行了可靠的控制, 該研究的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)成為后來(lái)tDCS研究的范本, tDCS作為安全、標(biāo)準(zhǔn)化的腦刺激方法成為近10年來(lái)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)(Karim et al., 2010)。
tDCS是通過(guò)凝膠海綿電極在頭顱外施加微弱、持續(xù)性電流, 比較傳統(tǒng)和常見(jiàn)的tDCS電極面積在25 cm2到35 cm2之間(Hummel et al., 2005), 9 cm2及更小的電極片也被使用(Kirimoto et al., 2011;Fertonani, Ferrari, & Miniussi, 2015)。近年出現(xiàn)的高精度經(jīng)顱直流電刺激(High Definition tDCS,HD-tDCS)采用多個(gè)面積更小的電極片(1 cm2左右)來(lái)增強(qiáng)空間聚焦(Spatial Focality; Guleyupoglu,Febles, Minhas, Hahn, & Bikson, 2014), 彌補(bǔ)傳統(tǒng)tDCS空間分辨率的不足, 另外, 也有用于前庭刺激的2 cm2左右的碳電極(Schmidt, Artinger, Stumpf, &Kerkhoff, 2013)。常見(jiàn)的電流強(qiáng)度在0.5 mA~2 mA之間, 電流密度依賴于電極面積, 通常在0.029至0.08 mA/cm2(Paulus, Antal, & Nitsche, 2012)。電流強(qiáng)度和電極面積能影響 tDCS的效果, 刺激持續(xù)時(shí)間一次性一般在30 min之內(nèi)。tDCS的刺激性質(zhì)是指貼在頭顱外的電極極性, 分為陽(yáng)性(anodal)刺激和陰性(cathodal)刺激, 它們的效果通常相反。當(dāng)使用陽(yáng)性電極片貼在頭顱外進(jìn)行刺激時(shí), 陰性電極片一般被貼在對(duì)側(cè)面頰或?qū)?cè)胳膊的三角肌, 后者的優(yōu)點(diǎn)在于陰性電極遠(yuǎn)離頭部不會(huì)對(duì)被試造成負(fù)面的抑制作用, 但缺點(diǎn)是由于陽(yáng)極陰極距離較遠(yuǎn), 電流分布會(huì)更加分散, 電流強(qiáng)度變小。陰性 tDCS刺激人類大腦皮層產(chǎn)生抑制作用, 陽(yáng)性刺激增加了興奮性(Nitsche & Paulus,2000)。進(jìn)一步研究表明, 深層IV和 V錐體細(xì)胞受到tDCS影響較大, 而II/III層的神經(jīng)元和中間神經(jīng)元可能不受什么影響 (Radman, Datta, Ramos,Brumberg, & Bikson, 2009)。
tDCS的起效機(jī)制可能是由于施加電流改變了神經(jīng)元膜內(nèi)外電壓差, 從而改變了神經(jīng)元放電的閾值。Bikson等人(2004)在小鼠上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 陽(yáng)性直流電(Direct Current, DC)刺激海馬區(qū)域可以降低神經(jīng)元放電的閾限。對(duì)人類應(yīng)用藥物改變神經(jīng)元納離子和鈣離子流, 可以改變 tDCS的影響(Liebetanz, Nitsche, Tergau, & Paulus, 2002;Nitsche, Fricke et al., 2003)。tDCS能夠產(chǎn)生一系列的生理學(xué)變化, 這些變化是 tDCS產(chǎn)生效果的生理基礎(chǔ)。磁共振波譜(Magnetic resonance spectroscopy, MRS)的研究表明, 陽(yáng)性 tDCS刺激可以提高谷氨酸鹽(Glutamate)和谷氨酰胺(Glutamine)的濃度(Clark, Coffman, Trumbo, &Gasparovic, 2011)。陰性刺激降低了谷氨酸的濃度(Stagg et al., 2011)。不論陽(yáng)性刺激或陰性刺激, 均降低了 γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid, GABA)的含量(Stagg et al., 2009)。近紅外光譜(near infrared reflectance spectroscopy, NIRS)研究發(fā)現(xiàn),1 mA的tDCS增加了電極周圍皮層的氧基血紅素(Oxygenated hemoglobin, HbO2; Merzagora et al.,2010)??傮w而言, tDCS引起上述生理變化與長(zhǎng)時(shí)程抑制和長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)((long-term depression, LTD;Long-term potentiation, LTP)的調(diào)制機(jī)制相符合,表明 tDCS作為顱外無(wú)創(chuàng)電刺激, 與顱內(nèi)電刺激的生理變化相似。tDCS產(chǎn)生的影響不僅局限在受電極刺激的小部分區(qū)域, 它的影響是網(wǎng)絡(luò)級(jí)(network-level)的。研究表明, 興奮性的改變不僅在刺激位置, 在相連接的腦區(qū)也受影響(Grefkes& Fink, 2011)。腦網(wǎng)絡(luò)的研究結(jié)果也表明, tDCS可以改變腦區(qū)之間的功能連接(Polanía, Paulus, &Nitsche, 2012)。
tDCS的效果有一定的持續(xù)性, 一般認(rèn)為從刺激結(jié)束后可以持續(xù)半小時(shí)至數(shù)小時(shí)(Liebetanz et al.,2002), 例如, 刺激 M1區(qū)的陽(yáng)性 tDCS刺激效果,能持續(xù)25~120 min (Hummel et al., 2005; Nitsche& Paulus, 2000, 2001)。tDCS效果的持續(xù)時(shí)間主要取決于 N-甲基-D-天冬氨酸(N-Methyl-D-aspartic acid, NMDA)受體依賴過(guò)程, 這表明在tDCS刺激后可能出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)程興奮或長(zhǎng)時(shí)程抑制(Nitsche,Fricke et al., 2003)。另外, 與調(diào)節(jié)神經(jīng)元可塑性有關(guān)的腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(Brain derived neurotrophic factor, BDNF)基因的多態(tài)性(polymorphism)可以調(diào)節(jié) DC刺激對(duì)神經(jīng)可塑性的影響, Fritsch等人(2010)的小鼠研究表明, BDNF的Val66Val對(duì)偶基因的存在增強(qiáng)了直流電刺激對(duì)運(yùn)動(dòng)技巧學(xué)習(xí)的提高, 而敲入小鼠的 Met66MeT基因則降低了刺激效果。
tDCS的優(yōu)點(diǎn)在于, 能人為主動(dòng)操縱某個(gè)區(qū)域的皮層興奮性。而常用腦成像技術(shù), 比如功能磁共振(fMRI)需要通過(guò)任務(wù)誘發(fā)腦活動(dòng), 來(lái)確定任務(wù)相關(guān)腦區(qū)。tDCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腦區(qū)的控制, 通過(guò)施加陽(yáng)性/陰性刺激來(lái)提高/降低皮層興奮性, 考察對(duì)心理活動(dòng)的影響。一套 tDCS由刺激器、電極片、連接線等儀器組成, 可裝置于比公文箱略大的小型箱子中, 具有很好的便攜性, 一般電池即可為刺激提供電力, 安全而便捷(Nitsche, Liebetanz et al., 2003)。成人對(duì)tDCS的感覺(jué)是無(wú)痛的, 可能部分個(gè)體會(huì)存在癢的感覺(jué), 均可忍受。tDCS引起的皮層興奮性改變的效果也是可逆的和暫時(shí)的(Nitsche & Paulus, 2000, 2001)。一項(xiàng)研究中, 13 min的1 mA刺激運(yùn)動(dòng)皮層沒(méi)有引起血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)的改變(Nitsche, Liebetanz et al., 2003)。目前所使用的1 mA ~ 2 mA的電流強(qiáng)度和半小時(shí)的刺激時(shí)間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題。但值得注意的是, tDCS的實(shí)驗(yàn)?zāi)壳搬槍?duì)成人居多, 兒童中僅限用于嚴(yán)重精神疾患的兒童(Ngodklang, Auvichayapat, Tassaneeyakul,Uabundit, & Paradee Auvichayapat, 2011)
tDCS應(yīng)用于心理學(xué)研究的一個(gè)難點(diǎn)在于對(duì)照組(control group)的處理。一些被試能夠發(fā)覺(jué)微弱的電刺激, Ambrus, Paulus和Antal (2010)的研究認(rèn)為, 30%的被試可以將tDCS與無(wú)電流的對(duì)照區(qū)別出來(lái)。對(duì)此可以使用圓形電極片減少感覺(jué)(Ambrus, Antal, & Paulus, 2011), 或者使用利多卡因凝膠(McFadden, Borckardt, George, & Beam,2011)。目前的更常見(jiàn)的解決方法是施加虛假(sham)刺激, 在刺激的一開(kāi)始, 對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組一樣接受同樣強(qiáng)度的電流刺激, 但是對(duì)照組刺激的持續(xù)時(shí)間在30 s ~ 60 s, 電流強(qiáng)度逐漸增加到實(shí)驗(yàn)組水平, 之后減弱為零, 這種方法讓被試感覺(jué)到的確通電了, 但是持續(xù)長(zhǎng)度很短, 短到不足以引起皮層變化。但Coffman等人(2012)認(rèn)為, 較高強(qiáng)度的電流刺激(2 mA)所產(chǎn)生的感覺(jué)在整個(gè)過(guò)程都存在, 不是虛假刺激所能模仿的。tDCS的另一個(gè)缺點(diǎn)是空間分辨率有限。這點(diǎn)與經(jīng)顱磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)相比尤為突出, tDCS電極片與大腦皮層間隔著軟組織和骨頭, 這使得電流的流向可能會(huì)擴(kuò)散, 這使得定位具體腦區(qū)變得不精準(zhǔn), 只能基于腦區(qū)水平。電極片的擺放可能影響電流的分布(Datta, Bansal,Diaz, Patel, Reato, & Bikson, 2009;Nitsche et al.,2008)。個(gè)體的頭顱形狀存在個(gè)體差異, 導(dǎo)致電流分布可能不同, 從而產(chǎn)生誤差。
工作記憶是人類認(rèn)知活動(dòng)的核心, 作為學(xué)習(xí)的基礎(chǔ), 是一項(xiàng)基本的認(rèn)知加工過(guò)程(趙鑫, 周仁來(lái), 2014)。將tDCS用于研究工作記憶的刺激位置主要在左側(cè)DLPFC, 工作記憶任務(wù)主要是n-back(Boggio et al., 2006; Fregni et al., 2005; Ohn et al.,2008)。目前得到的主要結(jié)論是陽(yáng)性tDCS能夠提高工作記憶測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)確性, 但反應(yīng)時(shí)不受影響。早期 Fregni等(2005)用陽(yáng)性刺激、陰性刺激分別作用于左側(cè)的DLPFC, 也用陽(yáng)性刺激作用于M1。15名健康個(gè)體在接受tDCS的同時(shí)進(jìn)行3-back字母工作記憶測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 只有作用于左側(cè)DLPFC的陽(yáng)性刺激提高了 3-back測(cè)試的準(zhǔn)確性,反應(yīng)時(shí)沒(méi)有改變, 陰性刺激和虛假刺激(對(duì)照組)對(duì)反應(yīng)時(shí)和準(zhǔn)確率無(wú)影響, 表明電極極性和作用位置都有重要作用。Ohn等人(2008)考察了tDCS對(duì)3-back言語(yǔ)工作記憶產(chǎn)生的提高效果的持續(xù)時(shí)間。tDCS刺激DLPFC, 分為陽(yáng)性和虛假兩種。15名健康被試先接受其中一種刺激, 兩周之后再次接受另外一種。tDCS電流強(qiáng)度為1 mA, 持續(xù)時(shí)間 30 min, 實(shí)驗(yàn)前接受記憶測(cè)試測(cè)量基線水平,tDCS刺激的30 min內(nèi), 每10 min測(cè)一次, 總計(jì)3次, 刺激結(jié)束休息30 min后再測(cè)一次3-back。結(jié)果表明, 在接受tDCS刺激的20 min后, 記憶測(cè)試的準(zhǔn)確率開(kāi)始上升, 在刺激結(jié)束的30 min后依然高于基線水平, 反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著差異, 表明tDCS對(duì)工作記憶的影響至少能保持30 min。近年Andrews,Hoy, Enticott, Daskalakis和 Fitzgerald (2011)考察了在接受 tDCS刺激的同時(shí)進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng), 是否會(huì)增大工作記憶改善的效果。刺激位置為左側(cè)DLPFC。實(shí)驗(yàn)分為3種情況:第一種為接受陽(yáng)性tDCS同時(shí)進(jìn)行 n-back測(cè)試, 第二種為接受陽(yáng)性tDCS同時(shí)放松休息, 第三種為虛假tDCS同時(shí)進(jìn)行n-back測(cè)試。N-back測(cè)試為計(jì)算機(jī)化的字母工作記憶測(cè)試, 包括 5 min的 2-back和 5 min的3-back。被試在接受tDCS刺激的前后均進(jìn)行數(shù)字廣度測(cè)試(digit span test), 包括正序和倒序兩種。結(jié)果表明, 相比接受陽(yáng)性 tDCS同時(shí)休息的被試,接受陽(yáng)性tDCS同時(shí)進(jìn)行n-back測(cè)試的被試在正序數(shù)字廣度測(cè)試中表現(xiàn)的更好。表明被動(dòng)接收tDCS刺激的同時(shí)主動(dòng)進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng), 產(chǎn)生了增益效果, 為近年腦刺激方法與認(rèn)知訓(xùn)練方法結(jié)合提供了依據(jù)。神經(jīng)可塑性的改變可能是其中的機(jī)制之一(Coffman et al., 2012)。Hill, Fitzgerald和Hoy(2015)進(jìn)行了陽(yáng)性tDCS對(duì)工作記憶影響的元分析,結(jié)果表明, 陽(yáng)性 tDCS對(duì)健康群體工作記憶任務(wù)準(zhǔn)確率有提高趨勢(shì), 反應(yīng)時(shí)有顯著提高, 并且對(duì)臨床患者也有效果。
tDCS對(duì)工作記憶的改善效果已被用于臨床患者。Boggio等人(2006)考察了tDCS對(duì)帕金森患者工作記憶的提高效果。18名帕金森患者在接受tDCS刺激的同時(shí)進(jìn)行3-back工作記憶測(cè)試, 實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)條件:對(duì)左側(cè)DLPFC進(jìn)行陽(yáng)性tDCS, 對(duì)M1區(qū)進(jìn)行陽(yáng)性tDCS、虛假tDCS。結(jié)果表明, 對(duì)左側(cè)DLPFC進(jìn)行2mA陽(yáng)性tDCS刺激的被試, 在3-back測(cè)試中的準(zhǔn)確率有顯著提高。同樣, 運(yùn)用陽(yáng)性tDCS作用于左側(cè)DLPFC, tDCS可以改善中風(fēng)患者的工作記憶(Jo et al., 2009)。
應(yīng)用于工作記憶的研究主要的刺激位置是左側(cè) DLPFC, 也有刺激其他位置的情況。例如, 對(duì)同一被試采用陽(yáng)性tDCS刺激左DLPFC/右DLPFC發(fā)現(xiàn), 只有刺激右側(cè)DLPFC才能提高視空間工作記憶(Spatial working memory)的任務(wù)績(jī)效(Giglia et al., 2014)。Wu等人(2014)的研究發(fā)現(xiàn), 陽(yáng)性刺激右側(cè) DLPFC可以提高高任務(wù)難度下空間工作記憶容量, 表明對(duì)右側(cè)前額葉刺激可以提高空間工作記憶。Marshall, M?lle, Siebner和Born (2005)對(duì)雙側(cè)前額葉進(jìn)行刺激:被試進(jìn)行Sternberg任務(wù)的同時(shí)接受雙側(cè)前額葉皮層的tDCS, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論陽(yáng)性刺激左側(cè)或右側(cè), 均降低了Sternberg任務(wù)的反應(yīng)時(shí), 可能是由于 tDCS干擾了額葉皮層對(duì)反應(yīng)選擇和任務(wù)準(zhǔn)備的加工。Berryhill, Wencil,Coslett和Olson (2010)考察tDCS刺激后頂葉皮層(posterior parietal cortex, PPC)對(duì)工作記憶的影響,研究者對(duì)11位正常個(gè)體呈現(xiàn)視覺(jué)圖片, 內(nèi)容為基本的簡(jiǎn)單物體(比如豬、表), 之后進(jìn)行回憶和再認(rèn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)受到陰性 tDCS刺激的被試再認(rèn)成績(jī)更差。Ferrucci, Marceglia等人(2008b)的研究刺激位置選在小腦上, 發(fā)現(xiàn)刺激小腦使得基于練習(xí)的工作記憶訓(xùn)練效果減弱。
近年工作記憶方面的研究不僅關(guān)注 tDCS的行為學(xué)效應(yīng), 也考察其生理基礎(chǔ)。一項(xiàng)研究運(yùn)用tDCS改善工作記憶的同時(shí)也用 EEG記錄了電生理 反 應(yīng) (Zaehle, Sandmann, Thorne, J?ncke, &Herrmann, 2011)。對(duì)左側(cè)DLPFC刺激導(dǎo)致了枕顳葉α波θ波的改變, 這種改變與刺激極性有關(guān)(陽(yáng)性增強(qiáng)陰性減弱)。
長(zhǎng)時(shí)記憶分為陳述性記憶與程序性記憶。陳述性記憶是指對(duì)知識(shí)、事件的外顯記憶(趙晶輝,王 巖, 翁旭初, 2003)。語(yǔ)義記憶是陳述性記憶的一種。tDCS應(yīng)用于語(yǔ)義記憶的研究中, 刺激可能出現(xiàn)在編碼、回憶等不同階段, 任務(wù)材料主要為單詞表, 刺激位置與工作記憶研究相同, 為DLPFC。Marshall, M?lle, Hallschmid和 Born (2004)考察慢波睡眠(slow-wave sleep, SWS)下tDCS刺激對(duì)陳述性記憶的影響, 實(shí)驗(yàn)流程包括學(xué)習(xí)、睡眠(tDCS刺激)、回憶測(cè)試, 陽(yáng)性 tDCS被應(yīng)用于SWS階段, 刺激位置為前額葉, 學(xué)習(xí)和回憶測(cè)試材料為配對(duì)聯(lián)結(jié)單詞表(Paired association list,PAL)。結(jié)果表明, 慢波睡眠中受到tDCS刺激的被試在回憶測(cè)試中表現(xiàn)更好, 情緒得到改善, 程序性記憶沒(méi)有受到tDCS的影響。同時(shí), 該研究對(duì)被試個(gè)體睡眠前后的腎上腺素等荷爾蒙進(jìn)行了檢測(cè),無(wú)顯著變化。Hammer, Mohammadi, Schmicker,Saliger和Munte (2011)考察陰性刺激DLPFC對(duì)記憶單詞表的影響。實(shí)驗(yàn)中, 被試學(xué)完德國(guó)名詞之后, 分為兩種情況, 第一種條件錯(cuò)誤較少, 要求被試使用句子中的單詞, 第二種條件錯(cuò)誤較多,要求被試根據(jù)前 3個(gè)字母填詞, 結(jié)果表明, 在錯(cuò)誤較多的條件中, 陰性tDCS減少了學(xué)習(xí), 在錯(cuò)誤較少的條件中, 陽(yáng)性陰性刺激均無(wú)影響。Javadi和Walsh (2012)的研究考察tDCS對(duì)陳述性記憶過(guò)程的影響。陳述性記憶測(cè)試被分為編碼階段與再認(rèn)階段。一組被試在編碼階段受到電刺激(在再認(rèn)階段不接受刺激), 另一組被試在再認(rèn)階段受到tDCS。編碼階段要求被試又快又準(zhǔn)地確定新異單詞的音節(jié)數(shù)。結(jié)果表明, 第一組在編碼階段受到刺激的被試, 在隨后的再認(rèn)中, 陽(yáng)性刺激會(huì)提高記憶表現(xiàn), 陰性刺激會(huì)降低記憶表現(xiàn)。第二組在再認(rèn)階段受到刺激的被試, 在再認(rèn)測(cè)試中, 陰性刺激會(huì)降低記憶表現(xiàn)。Jacobson, Goren, Lavidor和Levy (2012)從注意保持與抑制注意轉(zhuǎn)移的角度研究了 tDCS對(duì)單詞學(xué)習(xí)的影響。實(shí)驗(yàn)中先讓健康被試學(xué)習(xí)希伯來(lái)語(yǔ)(Hebrew)單詞, 呈現(xiàn)單詞的同時(shí)說(shuō)出每個(gè)單詞的音節(jié)數(shù)并進(jìn)行記憶, 為了避免被試進(jìn)行復(fù)習(xí), 之后進(jìn)行 20min的非言語(yǔ)邏輯任務(wù), 最后進(jìn)行單詞再認(rèn)任務(wù)。被試學(xué)習(xí)希伯來(lái)語(yǔ)同時(shí)進(jìn)行tDCS, 刺激情況有兩種, (1)對(duì)與選擇注意有關(guān)的左側(cè)頂內(nèi)溝/后頂葉皮層(Intra parietal sulcus, IPS/ Superior parietal lobule, SPL)進(jìn)行陽(yáng)性刺激, 對(duì)與注意朝向有關(guān)的下頂葉皮層(inferior parietal lobule, IPL)進(jìn)行陰性刺激; (2)對(duì)左側(cè)IPS/SPL進(jìn)行陰性刺激, 對(duì)IPL進(jìn)行陽(yáng)性刺激, 與上述(1)相反。結(jié)果表明, 對(duì)左側(cè)頂內(nèi)溝/后頂葉皮層(L-IPS/SPL)進(jìn)行陽(yáng)性刺激, 并對(duì)右頂葉皮層(IPL)進(jìn)行陰性刺激的被試單詞再認(rèn)任務(wù)的成績(jī)顯著高于極性相反的被試。Matzen, Trumbo, Leach和Leshikar (2015)選取健康個(gè)體進(jìn)行面孔—人名配對(duì)學(xué)習(xí), 并在學(xué)習(xí)的同時(shí)接受tDCS (0.1 mA/2 mA,F9), 結(jié)果表明, 在回憶任務(wù)中陽(yáng)性刺激組(2 mA)比虛假刺激組(0,1 mA)多回憶了 50%的名字, 并且回憶錯(cuò)誤更少, 但在再認(rèn)任務(wù)中兩組沒(méi)有顯著差異, 這表明 tDCS的效果可能受到記憶提取條件的影響。
除了語(yǔ)義記憶以外, tDCS也被用于考察對(duì)視空間記憶的影響。Chi, Fregni和Snyder (2010)選擇前顳葉作為刺激區(qū), tDCS刺激持續(xù)13 min, 有3種不同的刺激情況:左側(cè)陰性刺激右側(cè)陽(yáng)性刺激,左側(cè)陽(yáng)性刺激右側(cè)陰性刺激, 虛假刺激(控制組)。結(jié)果表明只有接受左側(cè)陰性刺激右側(cè)陽(yáng)性刺激的被試才表現(xiàn)出視覺(jué)記憶水平的提高, 改善成績(jī)110%。而接受相反極性刺激的被試成績(jī)無(wú)變化。Fl?el等人(2012)考察 tDCS對(duì)后頂葉刺激在外顯空間記憶上的效果。老年被試在接受 tDCS刺激右側(cè)顳頂區(qū)域的同時(shí)進(jìn)行視覺(jué)空間目標(biāo)位置學(xué)習(xí)。刺激并沒(méi)有影響目標(biāo)位置的學(xué)習(xí)過(guò)程, 但一周之后記憶保持的更好了。雖然 tDCS為何沒(méi)有直接改善學(xué)習(xí)過(guò)程還不太清楚, 但結(jié)果支持tDCS改變了學(xué)習(xí)的可塑性, 學(xué)習(xí)的鞏固階段得到了改善。Clark等人(2012)進(jìn)行了一項(xiàng)更貼近實(shí)際的研究, 研究者模擬軍事人員在城市作戰(zhàn)的條件, 讓被試在計(jì)算機(jī)化的視覺(jué)環(huán)境里尋找隱蔽目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)中偵察任務(wù)一共一小時(shí), 前 30 min陽(yáng)性 tDCS持續(xù)刺激, 被試被要求尋找具有威脅的隱蔽目標(biāo),比如槍支或者刀。分別單獨(dú)刺激右側(cè)額下皮層和右側(cè)后頂葉皮層, 結(jié)果表明, 刺激顯著增強(qiáng)了查找目標(biāo)的能力, 在刺激結(jié)束的30 min后也有效。并且這種改善不管是重復(fù)情景還是新異情景都有效(Coffman et al., 2012), 甚至在刺激結(jié)束的24小時(shí)之后也有效(Falcone, Coffman, Clark, & Parasuraman,2012)。上述研究表明, tDCS可以被用于健康人的人員訓(xùn)練, 作為一種神經(jīng)訓(xùn)練方法, 通過(guò)在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)相關(guān)腦區(qū)施加 tDCS陽(yáng)性刺激, 可以增強(qiáng)人員的學(xué)習(xí)效果, 更快速地達(dá)到訓(xùn)練目標(biāo)。
另外, 情景記憶也是陳述性記憶的一種,Penolazzi等人(2010)考察tDCS對(duì)與情緒視覺(jué)刺激有關(guān)的情景記憶的影響。tDCS刺激位置在額顳葉,分為左右側(cè)由陽(yáng)性和陰性在兩個(gè)方向上輪換刺激。實(shí)驗(yàn)分為 3天進(jìn)行, 正常個(gè)體在 3天內(nèi)分別接受陽(yáng)性刺激在左側(cè)陰性刺激在右側(cè)、陰性刺激在左側(cè)陽(yáng)性刺激在右側(cè)、虛假 tDCS刺激。實(shí)驗(yàn)流程包括記憶情緒性圖片(接受tDCS刺激)、視覺(jué)運(yùn)動(dòng)測(cè)試、自由回憶, 其中情緒性圖片包括積極、消極和中性 3種, 為了避免被試運(yùn)用記憶方法,把視覺(jué)運(yùn)動(dòng)測(cè)試作為插入性測(cè)試(filler task)。結(jié)果表明, 陽(yáng)極陰極的位置與情緒性圖片的效價(jià)之間產(chǎn)生交互作用, 具體來(lái)講, 右側(cè)陽(yáng)極左側(cè)陰極刺激促進(jìn)了消極圖片的回憶, 而右側(cè)陰極左側(cè)陽(yáng)極刺激促進(jìn)了積極圖片的回憶。Gray, Brookshire,Casasanto和 Gallo (2015)發(fā)現(xiàn), 相比虛假刺激或者刺激左側(cè)頂葉, 陽(yáng)性刺激DLPFC能夠增強(qiáng)對(duì)情景記憶的提取, 表明 tDCS能夠讓人們更準(zhǔn)確地提取過(guò)去經(jīng)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)。
程序性記憶屬于長(zhǎng)時(shí)記憶的一種, 是指對(duì)行為、認(rèn)知的記憶, 是自動(dòng)化和下意識(shí)的(董艷娟,2006)。tDCS在程序性記憶上的研究主要是動(dòng)作學(xué)習(xí), 刺激位置一般在M1, 也有刺激前額葉的研究。神經(jīng)成像的研究表明了 M1區(qū)在動(dòng)作序列學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要作用(Ungerleider, Doyon, & Karni,2002)。Nitsche, Schauenburg 等人(2003)考察不同腦區(qū)對(duì)內(nèi)隱動(dòng)作學(xué)習(xí)的影響, 被試接受陰性、陽(yáng)性、虛假tDCS刺激, 并進(jìn)行動(dòng)作序列學(xué)習(xí)。電極的位置有4種: M1區(qū), 前運(yùn)動(dòng)皮層, DLPFC, 腹外側(cè)前額葉皮層。結(jié)果表明, 對(duì)M1區(qū)進(jìn)行陽(yáng)性刺激的被試動(dòng)作學(xué)習(xí)成績(jī)明顯提高, 對(duì)其他腦區(qū)進(jìn)行刺激無(wú)效果, 陰性電極也無(wú)效果, 研究者認(rèn)為,M1在內(nèi)隱動(dòng)作學(xué)習(xí)的習(xí)得與早期鞏固階段具有作用。Vines, Nair和 Schlaug (2006)的研究發(fā)現(xiàn),對(duì)左側(cè)M1區(qū)的tDCS能夠?qū)е聦?duì)側(cè)腦區(qū)產(chǎn)生相反變化, 陽(yáng)性刺激了改善右手動(dòng)作學(xué)習(xí)表現(xiàn), 陰性刺激提高了左手的動(dòng)作學(xué)習(xí)表現(xiàn), 結(jié)果支持了皮層運(yùn)動(dòng)功能的對(duì)側(cè)腦區(qū)抑制。之后Reis等人(2009)把動(dòng)作學(xué)習(xí)分為3個(gè)部分:習(xí)得、強(qiáng)化、保持, 考察 tDCS對(duì)各階段的影響, 研究者采用較難的動(dòng)作反應(yīng)測(cè)試, 結(jié)果表明, 陽(yáng)性刺激對(duì)習(xí)得和強(qiáng)化過(guò)程均有幫助, 保持階段不受影響, 與陳述性記憶研究結(jié)果相似, tDCS產(chǎn)生效果主要存在于對(duì)信息的編碼階段。Hunter, Sacco, Nitsche和 Turner(2009)用了較為復(fù)雜的動(dòng)作記憶任務(wù), 被試將胳膊放在一個(gè)機(jī)器人操控器上, 胳膊的移動(dòng)速度和方向被記錄, 機(jī)器操控器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“力場(chǎng)”, 抵抗胳膊運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作過(guò)程包括 3個(gè)階段, 第一個(gè)階段是基線, 不存在抵抗力, 第二個(gè)階段存在抵抗力, 第三個(gè)階段是去適應(yīng)階段, 抵抗力消失回到基線水平。結(jié)果表明, 接收陽(yáng)性tDCS的被試對(duì)這個(gè)力場(chǎng)的適應(yīng)的持續(xù)效果更長(zhǎng), 在第三階段再次適應(yīng)正常狀態(tài)所需的時(shí)間更長(zhǎng), 這意味著 tDCS增加了動(dòng)作記憶的強(qiáng)度, 使得記憶更難忘。另一項(xiàng)使用類似操作器的實(shí)驗(yàn)表明(de Xivry et al.,2011), tDCS增強(qiáng)了動(dòng)作學(xué)習(xí)的泛化和類化。Koyama, Tanaka, Tanabe和Sadato (2015)將陽(yáng)極置于右側(cè)M1、陰極置于左側(cè)M1, 刺激同時(shí)讓被試進(jìn)行彈道拇指運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)24小時(shí)之后的學(xué)習(xí)中接受刺激的個(gè)體表現(xiàn)更好。Antal等人(2004)對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)腦區(qū)進(jìn)行刺激, 考察對(duì)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)測(cè)試的影響, 他們發(fā)現(xiàn) tDCS刺激左側(cè)視覺(jué)區(qū)V5(MT)可以提高早期階段的學(xué)習(xí)水平。然而刺激初級(jí)視覺(jué)皮層沒(méi)有效果。這些關(guān)于程序性記憶的研究均已表明, tDCS對(duì)程序性記憶的影響主要是基于電極下皮層興奮性和可塑性的變化, 而非多腦區(qū)的交互作用或者多種認(rèn)知加工過(guò)程。
除了動(dòng)作學(xué)習(xí)之外, tDCS對(duì)概率的內(nèi)隱學(xué)習(xí)也有提高效果。精神分裂患者在概率分類學(xué)習(xí)任務(wù)(Probabilistic classification learning, PCL)中表現(xiàn)出內(nèi)隱學(xué)習(xí)的缺陷(Weickert et al., 2010)。PCL任務(wù)屬于內(nèi)隱學(xué)習(xí)的線索/結(jié)果關(guān)系測(cè)試, Kincses,Antal, Nitsche, Bártfai和 Paulus (2004)發(fā)現(xiàn), 陽(yáng)性tDCS刺激左側(cè)前額葉皮層導(dǎo)致這類測(cè)試成績(jī)提高。這種內(nèi)隱學(xué)習(xí)在真實(shí)生活中可應(yīng)用性很強(qiáng)(Schultz, Dayan, & Montague, 1997), Janacsek,Ambrus, Paulus, Antal和Nemeth (2015)對(duì)健康成年人進(jìn)行陽(yáng)性 tDCS, 刺激位置在左側(cè)/右側(cè)DLPFC, 同時(shí)進(jìn)行概率序列學(xué)習(xí)任務(wù), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)刺激右側(cè)DLPFC能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。
先前的研究已經(jīng)表明, tDCS與認(rèn)知活動(dòng)相結(jié)合能夠產(chǎn)生更大的增益(Andrews et al., 2011)。在此研究的基礎(chǔ)上, 最近幾年已有研究將 tDCS與認(rèn)知訓(xùn)練相結(jié)合, 用于臨床患者, 并取得了一定的效果。Brem, Unterburger, Speight和 J?ncke(2014)采用認(rèn)知訓(xùn)練與tDCS結(jié)合來(lái)改善視空間忽視(visuospatial neglect), Park, Koh, Choi和 Ko(2013)將 tDCS應(yīng)用到計(jì)算機(jī)化認(rèn)知康復(fù)程序(computer assisted cognitivere habilitation, CACR)來(lái)緩解中風(fēng)病情。Segrave, Arnold, Hoy和Fitzgerald(2014)將 tDCS與認(rèn)知控制訓(xùn)練(CCT)結(jié)合來(lái)改善重度抑郁。tDCS與認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合來(lái)改善腦損傷病情(Polanowska, Le?niak, Seniów, & Cz?onkowska,2013)。這種相結(jié)合的方法也可以緩解老年人阿爾海默茨癥導(dǎo)致的輕度認(rèn)知功能損傷(Cheng et al.,2015)。將tDCS與認(rèn)知訓(xùn)練進(jìn)行同步結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)包括:增強(qiáng)和延長(zhǎng)功能增益(Grecco et al., 2013), 使訓(xùn)練更容易得到長(zhǎng)期效果(Marangolo & Caltagirone,2014)。同時(shí)性的認(rèn)知活動(dòng)能增強(qiáng)tDCS 的刺激效果, 由于 tDCS會(huì)影響那些活躍狀態(tài)的神經(jīng)元(Segrave, Arnold, & Fitzgerald, 2014)。與認(rèn)知訓(xùn)練同時(shí)進(jìn)行效果最好, 并不產(chǎn)生額外的時(shí)間成本(Martin, Liu, Alonzo, Green, & Loo, 2014)。認(rèn)知活動(dòng)可以引起神經(jīng)元的活動(dòng), tDCS只會(huì)影響那些處在活動(dòng)狀態(tài)的神經(jīng)元, 而無(wú)法對(duì)休眠狀態(tài)的神經(jīng)元產(chǎn)生影響(Segrave, Arnold, Hoy, & Fitzgerald,2014), 因此, 認(rèn)知活動(dòng)與 tDCS同步進(jìn)行會(huì)得到相比單獨(dú)tDCS更好的效果(Martin et al., 2013)。
工作記憶訓(xùn)練是認(rèn)知訓(xùn)練的一種, 近年來(lái)得到廣泛關(guān)注。Martin等人(2013)的研究表明, 進(jìn)行10天雙重n-back與陽(yáng)性tDCS相結(jié)合訓(xùn)練的被試,比單獨(dú)進(jìn)行 tDCS的個(gè)體, 在一個(gè)月后的注意與工作記憶追蹤測(cè)驗(yàn)中有更好的表現(xiàn)。該項(xiàng)研究是第一個(gè)將tDCS用于工作記憶訓(xùn)練的多session研究, 在訓(xùn)練總量只有 5小時(shí)的條件下, 依然取得了一定的效果。在此基礎(chǔ)上, 有研究者換用復(fù)雜工作記憶訓(xùn)練與 tDCS結(jié)合(Richmond, Wolk,Chein, & Olson, 2014)。陽(yáng)性刺激左側(cè)DLPFC, 陰極放在對(duì)稱的F4位置, 進(jìn)行復(fù)雜工作記憶訓(xùn)練的同時(shí)進(jìn)行刺激, 每周 5次持續(xù)兩周, 并采用兩種以上的測(cè)驗(yàn)來(lái)考察同一心理結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明, 訓(xùn)練的言語(yǔ)部分具有顯著增益, 并且相比于不參與訓(xùn)練的 no-contact對(duì)照組, 能夠近遷移到非訓(xùn)練的工作記憶測(cè)驗(yàn)上。Ruf和Plewnia (2015)設(shè)置了3種實(shí)驗(yàn)條件, 對(duì)左側(cè)DLPFC陽(yáng)性刺激、對(duì)右側(cè)DLPFC陽(yáng)性刺激、虛假刺激, 3種tDCS刺激條件的同時(shí)進(jìn)行工作記憶訓(xùn)練, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)右側(cè)DLPFC陽(yáng)性刺激同時(shí)進(jìn)行工作記憶訓(xùn)練的個(gè)體,能夠遷移到非訓(xùn)練的言語(yǔ)性3-back任務(wù)上, 產(chǎn)生近遷移效果。目前, tDCS與工作記憶訓(xùn)練結(jié)合的方法還處于起步階段, 相關(guān)研究較少, 是未來(lái)的研究方向之一。
tDCS自從再次進(jìn)入人們視野以來(lái), 表現(xiàn)出了幾個(gè)顯著的特點(diǎn)與前景。
首先, tDCS對(duì)認(rèn)知加工過(guò)程的具有廣泛的影響, 尤其是能夠易化新異刺激的加工, 使得接受tDCS的個(gè)體學(xué)習(xí)速度更快。tDCS的起效主要是新信息的學(xué)習(xí)階段, 例如, 對(duì)單詞表的學(xué)習(xí)(Javadi & Walsh, 2012)、視空間的學(xué)習(xí)(Clark et al.,2012)、動(dòng)作學(xué)習(xí)(Reis et al., 2009)。tDCS對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的增強(qiáng)作用的機(jī)制還不甚清楚, 可能是由于 tDCS改變了神經(jīng)元膜內(nèi)外電壓差, 從而導(dǎo)致放電閾限的降低。具體過(guò)程可能包括不同神經(jīng)遞質(zhì)的神經(jīng)調(diào)制。研究者運(yùn)用MRS考察tDCS引起的神經(jīng)化學(xué)變化(Clark et al., 2011)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 陽(yáng)性tDCS導(dǎo)致Glx (谷氨酸鹽和谷氨酰胺的混合物)和NAA (N-醋酸基天門冬氨酸)的增加。結(jié)果支持tDCS可以通過(guò)增強(qiáng)谷氨酸改變神經(jīng)元可塑性。
正是基于對(duì)信息編碼的增強(qiáng), tDCS可以幫助個(gè)體提高學(xué)習(xí)、記憶等認(rèn)知過(guò)程, 并且在tDCS刺激結(jié)束后效果依然能保持一定時(shí)間(Ohn et al.,2008), 同時(shí)便攜、成本低廉、安全, 因此具有廣闊實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。第一, 教育領(lǐng)域中教育教學(xué)需要受教育者大量學(xué)習(xí)、記憶過(guò)程的參與, tDCS對(duì)單詞表的學(xué)習(xí)增強(qiáng)可以被用于課堂教學(xué)(Javadi& Walsh, 2012), 在教育領(lǐng)域內(nèi)增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果(Wlodkowski, 2003)。但值得注意的是, tDCS尚缺少在正常兒童中應(yīng)用的證實(shí)研究, 對(duì)未成熟的腦進(jìn)行tDCS可能會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。第二, tDCS可以在不同領(lǐng)域幫助人員訓(xùn)練, 例如, 在軍事領(lǐng)域提高軍隊(duì)人員的能力等(Clark et al., 2012; Nelson, McKinley,Golob, Warm, & Parasuraman, 2014), 在 Clark等人(2012)的研究中, tDCS增強(qiáng)了軍事人員對(duì)威脅目標(biāo)的視空間學(xué)習(xí), 這些威脅目標(biāo)會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)化模擬的復(fù)雜伊拉克巷戰(zhàn)環(huán)境中, 接受 tDCS的個(gè)體很快學(xué)會(huì)了這些威脅目標(biāo)出現(xiàn)位置, 提高了 40%的訓(xùn)練效果, 從而縮短訓(xùn)練時(shí)間, 減少訓(xùn)練成本。再例, 體操等大量體育項(xiàng)目均需要?jiǎng)幼鲗W(xué)習(xí)的參與, tDCS能夠讓動(dòng)作學(xué)習(xí)的記憶保持得更久(Hunter et al., 2009), 使得tDCS在體育領(lǐng)域中可以幫助運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行動(dòng)作學(xué)習(xí)。但值得注意的是, 這種應(yīng)用可能帶來(lái)倫理道德上的爭(zhēng)議。第三,tDCS簡(jiǎn)單便攜、成本低廉、安全, 這些特點(diǎn)為tDCS廣泛用于日常生活提供了條件。例如, 在企業(yè)中可以提高人員學(xué)習(xí)效率, 提高人力資源培訓(xùn)效率。人力資源培訓(xùn)中, 員工在較短時(shí)間內(nèi)需要對(duì)大量新異信息進(jìn)行編碼學(xué)習(xí), tDCS可以幫助提高學(xué)習(xí)過(guò)程, 使得培訓(xùn)更具效果。目前, 在美國(guó)已有 tDCS商業(yè)產(chǎn)品問(wèn)世, 但效果并未得到實(shí)驗(yàn)室研究的肯定(Steenbergen et al., 2015), 值得改進(jìn)并具有應(yīng)用前景。
其次, tDCS能夠幫助臨床患者, 已經(jīng)表現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用前景。例如, tDCS能夠用于抑郁癥的治療(張大山, 史慧穎, 劉威, 邱江, 范豐慧,2015); Ferrucci, Mameli等人(2008)采用tDCS對(duì)阿爾茨海默病患者顳頂區(qū)進(jìn)行刺激, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性刺激能夠提高紙筆單詞再認(rèn)任務(wù)成績(jī), 陰性刺激會(huì)讓再認(rèn)成績(jī)下降; Boggio等人(2012)采用tDCS對(duì)阿爾茨海默病患者進(jìn)行了5天的刺激, 每天30 min, 結(jié)果表明患者的視覺(jué)再認(rèn)記憶測(cè)試成績(jī)上升, 并且這一效果可以持續(xù) 4周之多; 針對(duì)學(xué)業(yè)不良和精神發(fā)育遲滯兒童的長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的 tDCS能夠提高兒童的言語(yǔ)記憶與視空間功能(Pinchuk,Vasserman, Sirbiladze, & Pinchuk, 2012)。Smith 等(2015)發(fā)現(xiàn)tDCS能夠提高精神分裂患者的工作記憶與注意警覺(jué), 但無(wú)法緩解他們的吸煙成癮行為。Yun, Chun和Kim (2015)對(duì)中風(fēng)患者進(jìn)行的總計(jì)3周, 每周5次的tDCS能夠提高言語(yǔ)學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)成績(jī)。未來(lái), tDCS作為一種神經(jīng)訓(xùn)練方法, 將與藥物治療、認(rèn)知行為訓(xùn)練等多元干預(yù)方法相結(jié)合,用于臨床患者的治療與康復(fù)訓(xùn)練。
第三, 近年關(guān)于 tDCS應(yīng)用于記憶的研究不僅限于人類實(shí)驗(yàn), 在動(dòng)物上也有施行。研究者對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行直流電刺激, 考察對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠的視空間工作記憶和技巧學(xué)習(xí)的影響(Dockery, Liebetanz,Birbaumer, Malinowska, & Wesierska, 2011)。受到前額葉陰性 tDCS刺激的老鼠在分配位置回避交互任務(wù)(allothetic place avoidance alternation task,APAAT)中表現(xiàn)出更高效地位置回避, 并且對(duì)于技巧學(xué)習(xí)地更好。
最后, tDCS的空間分辨率有限。tDCS的刺激位點(diǎn)選擇主要基于EEG的國(guó)際10-20系統(tǒng), 如果沒(méi)有這套系統(tǒng), 定位會(huì)變得更加不精確, 并會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果, tDCS的定位基本是基于腦區(qū)的。未來(lái)這個(gè)缺點(diǎn)可能會(huì)得到克服, 目前高密度經(jīng)顱直流電刺激(HD-tDCS)已經(jīng)問(wèn)世。目前, tDCS不能像其他腦成像那樣被用來(lái)進(jìn)行功能性的定位, 但可以主動(dòng)調(diào)控皮層興奮性, 從而觀察相關(guān)行為是否改變, 這是fMRI等成像方法無(wú)法做到的。
tDCS有一系列的優(yōu)點(diǎn), 輕便、價(jià)格低廉、非侵入性、相對(duì)安全, 目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)副作用, 這是它在心理學(xué)領(lǐng)域可能得到長(zhǎng)久發(fā)展的基礎(chǔ), 相比傳統(tǒng)腦成像方法, tDCS可以主動(dòng)控制皮層。未來(lái), 在心理學(xué)領(lǐng)域 tDCS不僅能夠被用于記憶領(lǐng)域, 今后研究可以考察 tDCS在高級(jí)認(rèn)知過(guò)程中所具有的作用, 比如決策, 以及在群體的社會(huì)交互中所產(chǎn)生的效果。tDCS的效果存在持續(xù)性, 這為暫時(shí)性控制心理狀態(tài)與行為提供了基礎(chǔ), 例如改變個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)偏好(Fecteau, Knoch, Sultani, Boggio, &Pascual-Leone, 2007), 從而達(dá)到了心理學(xué)研究目的的控制層面, 這是 tDCS在心理學(xué)研究中的重要意義。tDCS在臨床上可以作為干預(yù)措施和治療方法, 并且對(duì)正常人也可以作為一種神經(jīng)訓(xùn)練的方式, 與傳統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練相結(jié)合。一旦研究充實(shí),效果得到肯定, 市場(chǎng)前景曠闊, 這種神經(jīng)認(rèn)知的訓(xùn)練方法會(huì)很有前途。
董艷娟.(2006).記憶分類的相關(guān)特征.中國(guó)臨床康復(fù),10(22), 122–124.
張大山, 史慧穎, 劉威, 邱江, 范豐慧.(2015).經(jīng)顱直流電刺激在抑郁癥治療中的應(yīng)用.心理科學(xué)進(jìn)展, 23(10),1789–1798.
趙晶輝, 王巖, 翁旭初.(2003).陳述性記憶存儲(chǔ)和鞏固的神經(jīng)機(jī)制.心理科學(xué)進(jìn)展, 11(5), 494–499.
趙鑫, 周仁來(lái).(2014).基于中央執(zhí)行功能的兒童工作記憶可塑性機(jī)制.心理科學(xué)進(jìn)展, 22(2), 220–226.
Ambrus, G.G., Antal, A., & Paulus, W.(2011).Comparing cutaneous perception induced by electrical stimulation using rectangular and round shaped electrodes.Clinical Neurophysiology, 122(4), 803–807.
Ambrus, G.G., Paulus, W., & Antal, A.(2010).Cutaneous perception thresholds of electrical stimulation methods:Comparison of tDCS and tRNS.Clinical Neurophysiology,121(11), 1908–1914.
Andrews, S.C., Hoy, K.E., Enticott, P.G., Daskalakis, Z.J.,& Fitzgerald, P.B.(2011).Improving working memory:The effect of combining cognitive activity and anodal transcranial direct current stimulation to the left dorsolateral prefrontal cortex.Brain Stimulation, 4(2), 84–89.
Antal, A., Nitsche, M.A., Kincses, T.Z., Kruse, W.,Hoffmann, K.P., & Paulus, W.(2004).Facilitation of visuo-motor learning by transcranial direct current stimulation of the motor and extrastriate visual areas in humans.European Journal of Neuroscience, 19(10), 2888–2892.
Berryhill, M.E., Wencil, E.B., Coslett, H.B., & Olson, I.R.(2010).A selective working memory impairment after transcranial direct current stimulation to the right parietal lobe.Neuroscience Letters,479(3), 312–316.
Bikson, M., Inoue, M., Akiyama, H., Deans, J.K., Fox, J.E.,Miyakawa, H., & Jefferys, J.G.R.(2004).Effects of uniform extracellular DC electric fields on excitability in rat hippocampal slicesin vitro.The Journal of Physiology,557(1), 175–190.
Boggio, P.S., Ferrucci, R., Mameli, F., Martins, D., Martins,O., Vergari, M.,...Priori, A.(2012).Prolonged visual memory enhancement after direct current stimulation in Alzheimer's disease.Brain Stimulation, 5(3), 223–230.
Boggio, P.S., Ferrucci, R., Rigonatti, S.P., Covre, P., Nitsche,M., Pascual–Leone, A., & Fregni, F.(2006).Effects of transcranial direct current stimulation on working memory in patients with Parkinson's disease.Journal of the Neurological Sciences, 249(1), 31–38.
Brem, A.K., Unterburger, E., Speight, I., & J?ncke, L.(2014).Treatment of visuospatial neglect with biparietal tDCS and cognitive training: A single-case study.Frontiers in Systems Neuroscience, 8, 180.
Cheng, C.P.W., Chan, S.S.M., Mak, A.D.P., Chan, W.C.,Cheng, S.T., Shi, L.,...Lam, L.C.W.(2015).Would transcranial direct current stimulation (tDCS) enhance the effects of working memory training in older adults with mild neurocognitive disorder due to Alzheimer’s disease:Study protocol for a randomized controlled trial.Trials,16(1), 479.
Chi, R.P., Fregni, F., & Snyder, A.W.(2010).Visual memory improved by non-invasive brain stimulation.Brain Research, 1353, 168–175.
Clark, V.P., Coffman, B.A., Mayer, A.R., Weisend, M.P.,Lane, T.D.R., Calhoun, V.D.,...Wassermann, E.M.(2012).TDCS guided using fMRI significantly accelerates learning to identify concealed objects.NeuroImage, 59(1),117–128.
Clark, V.P., Coffman, B.A., Trumbo, M.C., & Gasparovic,C.(2011).Transcranial direct current stimulation (tDCS)produces localized and specific alterations in neurochemistry:A1H magnetic resonance spectroscopy study.Neuroscience Letters, 500(1), 67–71.
Coffman, B.A., Trumbo, M.C., Flores, R.A., Garcia, C.M.,van Der Merwe, A.J., Wassermann, E.M.,...Clark, V.P.(2012).Impact of tDCS on performance and learning of target detection: Interaction with stimulus characteristics and experimental design.Neuropsychologia, 50(7), 1594–1602.
Datta, A., Bansal, V., Diaz, J., Patel, J., Reato, D., & Bikson,M.(2009).Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad.Brain Stimulation, 2(4), 201–207.e1.
de Xivry, J.J.O., Marko, M.K., Pekny, S.E., Pastor, D.,Izawa, J., Celnik, P., & Shadmehr, R.(2011).Stimulation of the human motor cortex alters generalization patterns of motor learning.The Journal of Neuroscience, 31(19),7102–7110.
Dockery, C.A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska,M., & Wesierska, M.J.(2011).Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats.Neurobiology of Learning and Memory, 96(3), 452–460.
Falcone, B., Coffman, B.A., Clark, V.P., & Parasuraman, R.(2012).Transcranial direct current stimulation augments perceptual sensitivity and 24-hour retention in a complex threat detection task.PLoS One, 7(4), e34993.
Fecteau, S., Knoch, D., Fregni, F., Sultani, N., Boggio, P., &Pascual-Leone, A.(2007).Diminishing risk-taking behavior by modulating activity in the prefrontal cortex: A direct current stimulation study.Journal of Neuroscience, 27(46),12500–12505.
Ferrucci, R., Mameli, F., Guidi, I., Mrakic-Sposta, S., Vergari,M., Marceglia, S.,...Priori, A.(2008).Transcranial direct current stimulation improves recognition memory in Alzheimer disease.Neurology, 71(7), 493–498.
Ferrucci, R., Marceglia, S., Vergari, M., Cogiamanian, F.,Mrakic-Sposta, S., Mameli, F.E.E.A.,...Priori, A.(2008).Cerebellar transcranial direct current stimulation impairs the practice-dependent proficiency increase in working memory.Journal of Cognitive Neuroscience,20(9), 1687–1697.
Fertonani, A., Ferrari, C., & Miniussi, C.(2015).What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety,sensations and secondary induced effects.Clinical Neurophysiology, 126, 2181–2188.
Fl?el, A., Suttorp, W., Kohl, O., Kürten, J., Lohmann, H.,Breitenstein, C., & Knecht, S.(2012).Non-invasive brain stimulation improves object-location learning in the elderly.Neurobiology of Aging, 33(8), 1682–1689.
Fregni, F., Boggio, P.S., Nitsche, M., Bermpohl, F., Antal,A., Feredoes, E.,...Pascual-Leone, A.(2005).Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory.Experimental Brain Research,166(1), 23–30.
Fritsch, B., Reis, J., Martinowich, K., Schambra, H.M., Ji, Y.Y., Cohen, L.G., & Lu, B.(2010).Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity:Potential implications for motor learning.Neuron, 66(2),198–204.
Giglia, G., Brighina, F., Rizzo, S., Puma, A., Indovino, S.,Maccora, S.,...Fierro, B.(2014).Anodal transcranial direct current stimulation of the right dorsolateral prefrontal cortex enhances memory-guided responses in a visuospatial working memory task.Functional Neurology, 29(3), 189–193.
Gray, S.J., Brookshire, G., Casasanto, D., & Gallo, D.A.(2015).Electrically stimulating prefrontal cortex at retrieval improves recollection accuracy.Cortex, 73, 188–194.
Grecco, L.A.C., Duarte, N.D.A.C., de Mendon?a, M.E.,Pasini, H., de Carvalho Lima, V.L.C., Franco, R.C.,...Oliveira, C.S.(2013).Effect of transcranial direct current stimulation combined with gait and mobility training on functionality in children with cerebral palsy: Study protocol for a double-blind randomized controlled clinical trial.BMC Pediatrics, 13(1), 168.
Grefkes, C., & Fink, G.R.(2011).Reorganization of cerebral networks after stroke: New insights from neuroimaging with connectivity approaches.Brain, 134(5), 1264–1276.
Guleyupoglu, B., Febles, N., Minhas, P., Hahn, C., & Bikson,M.(2014).Reduced discomfort during high-definition transcutaneous stimulation using 6% benzocaine.Frontiers in Neuroengineering, 7, 28.
Hammer, A., Mohammadi, B., Schmicker, M., Saliger, S., &Münte, T.F.(2011).Errorless and errorful learning modulated by transcranial direct current stimulation.BMC Neuroscience, 12(1), 72.
Hill, A.T., Fitzgerald, P.B., & Hoy, K.E.(2015).Effects of anodal transcranial direct current stimulation on working memory: A systematic review and meta-analysis of findings from healthy and neuropsychiatric populations.Brain Stimulation.
Hummel, F., Celnik, P., Giraux, P., Floel, A., Wu, W.H.,Gerloff, C., & Cohen, L.G.(2005).Effects of noninvasive cortical stimulation on skilled motor function in chronic stroke.Brain, 128(3), 490–499.
Hunter, T., Sacco, P., Nitsche, M.A., & Turner, D.L.(2009).Modulation of internal model formation during force field-induced motor learning by anodal transcranial direct current stimulation of primary motor cortex.The Journal of Physiology, 587(12), 2949–2961.
Jacobson, L., Goren, N., Lavidor, M., & Levy, D.A.(2012).Oppositional transcranial direct current stimulation (tDCS)of parietal substrates of attention during encoding modulates episodic memory.Brain Research, 1439, 66–72.
Janacsek, K., Ambrus, G.G., Paulus, W., Antal, A., & Nemeth,D.(2015).Right hemisphere advantage in statistical learning:Evidence from a probabilistic sequence learning task.Brain Stimulation, 8(2), 277–282.
Javadi, A.H., & Walsh, V.(2012).Transcranial direct current stimulation (tDCS) of the left dorsolateral prefrontal cortex modulates declarative memory.Brain Stimulation,5(3), 231–241.
Jo, J.M., Kim, Y.H., Ko, M.H., Ohn, S.H., Joen, B., & Lee,K.H.(2009).Enhancing the working memory of stroke patients using tDCS.American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation, 88(5), 404–409.
Karim, A.A., Schneider, M., Lotze, M., Veit, R., Sauseng, P.,Braun, C., & Birbaumer, N.(2010).The truth about lying:Inhibition of the anterior prefrontal cortex improves deceptive behavior.Cerebral Cortex, 20(1), 205–213.
Kincses, T.Z., Antal, A., Nitsche, M.A., Bártfai, O., &Paulus, W.(2004).Facilitation of probabilistic classification learning by transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex in the human.Neuropsychologia, 42(1),113–117.
Kirimoto, H., Ogata, K., Onishi, H., Oyama, M., Goto, Y., &Tobimatsu, S.(2011).Transcranial direct current stimulation over the motor association cortex induces plastic changes in ipsilateral primary motor and somatosensory cortices.Clinical Neurophysiology, 122(4), 777–783.
Koyama, S., Tanaka, S., Tanabe, S., & Sadato, N.(2015).Dual-hemisphere transcranial direct current stimulation over primary motor cortex enhances consolidation of a ballistic thumb movement.Neuroscience Letters, 588, 49–53.
Liebetanz, D., Nitsche, M.A., Tergau, F., & Paulus, W.(2002).Pharmacological approach to the mechanisms of transcranial DC-stimulation-induced after-effects of human motor cortex excitability.Brain, 125(10), 2238–2247.
Marangolo, P., & Caltagirone, C.(2014).Options to enhance recovery from aphasia by means of non-invasive brain stimulation and action observation therapy.Expert Review of Neurotherapeutics, 14(1), 75–91.
Marshall, L., M?lle, M., Hallschmid, M., & Born, J.(2004).Transcranial direct current stimulation during sleep improves declarative memory.The Journal of Neuroscience, 24(44),9985–9992.
Marshall, L., M?lle, M., Siebner, H., & Born, J.(2005).Bifrontal transcranial direct current stimulation slows reaction time in a working memory task.BMC Neuroscience, 6(1),23.
Martin, D.M., Liu, R., Alonzo, A., Green, M., & Loo, C.K.(2014).Use of transcranial direct current stimulation(tDCS) to enhance cognitive training: Effect of timing of stimulation.Experimental Brain Research, 232(10), 3345–3351.
Martin, D.M., Liu, R., Alonzo, A., Green, M., Player, M.J.,Sachdev, P., & Loo, C.K.(2013).Can transcranial direct current stimulation enhance outcomes from cognitive training?A randomized controlled trial in healthy participants.The International Journal of Neuropsychopharmacology, 16(9),1927–1936.
Matzen, L.E., Trumbo, M.C., Leach, R.C., & Leshikar, E.D.(2015).Effects of non-invasive brain stimulation on associative memory.Brain Research, 1624, 286–296.
McFadden, J.L., Borckardt, J.J., George, M.S., & Beam, W.(2011).Reducing procedural pain and discomfort associated with transcranial direct current stimulation.Brain Stimulation, 4(1), 38–42.
Merzagora, A.C., Foffani, G., Panyavin, I., Mordillo-Mateos,L., Aguilar, J., Onaral, B., & Oliviero, A.(2010).Prefrontal hemodynamic changes produced by anodal direct current stimulation.NeuroImage, 49, 2304–2310.
Nelson, J.T., McKinley, R.A., Golob, E.J., Warm, J.S., &Parasuraman, R.(2014).Enhancing vigilance in operators with prefrontal cortex transcranial direct current stimulation(tDCS).NeuroImage, 85, 909–917.
Ngodklang, S., Auvichayapat, P., Tassaneeyakul, W.,Uabundit, N., & Paradee Auvichayapat, P.(2011).Effect of transcranial direct current stimulation in refractory childhood focal epilepsy.Srinagarind Medical Journal,26(Suppl.), 182–185.
Nitsche, M.A., Cohen, L.G., Wassermann, E.M., Priori, A.,Lang, N., Antal, A.,...Pascual-Leone, A.(2008).Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008.Brain Stimulation, 1(3), 206–223.
Nitsche, M.A., Fricke, K., Henschke, U., Schlitterlau, A.,Liebetanz, D., Lang, N.,...Paulus, W.(2003).Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans.The Journal of Physiology, 553(1), 293–301.
Nitsche, M.A., Liebetanz, D., Lang, N., Antal, A., Tergau, F.,& Paulus, W.(2003).Safety criteria for transcranial direct current stimulation (tDCS) in humans.Clinical Neurophysiology, 114(11), 2220–2222
Nitsche, M.A., & Paulus, W.(2000).Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.The Journal of Physiology,527(3), 633–639.
Nitsche, M.A., & Paulus, W.(2001).Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans.Neurology, 57(10), 1899–1901.
Nitsche, M.A., Schauenburg, A., Lang, N., Liebetanz, D.,Exner, C., Paulus, W., & Tergau, F.(2003).Facilitation of implicit motor learning by weak transcranial direct current stimulation of the primary motor cortex in the human.Journal of Cognitive Neuroscience, 15(4), 619–626.
Ohn, S.H., Park, C.I., Yoo, W.K., Ko, M.H., Choi, K.P.,Kim, G.M.,...Kim, Y.H.(2008).Time-dependent effect of transcranial direct current stimulation on the enhancement of working memory.Neuroreport, 19(1), 43–47.
Park, S.H., Koh, E.J., Choi, H.Y., & Ko, M.H.(2013).A double-blind, sham-controlled, pilot study to assess the effects of the concomitant use of transcranial direct current stimulation with the computer assisted cognitive rehabilitation to the prefrontal cortex on cognitive functions in patients with stroke.Journal of Korean Neurosurgical Society, 54(6), 484–488.
Paulus, W., Antal, A., & Nitsche, M.A.(2012).Physiological basis and methodological aspects of transcranial electric stimulation (tDCS, tACS and tRNS).InTranscranial brain stimulation(pp.93–111).Boca Raton: CRC Press.
Penolazzi, B., Di Domenico, A., Marzoli, D., Mammarella,N., Fairfield, B., Franciotti, R.,...Tommasi, L.(2010).Effects of transcranial direct current stimulation on episodic memory related to emotional visual stimuli.PLoS One, 5(5), e10623.
Pinchuk, D., Vasserman, M., Sirbiladze, K., & Pinchuk, O.(2012).Changes of electrophysiological parameters and neuropsychological characteristics in children with psychic development disorders after transcranial direct current stimulation (tDCS).Polish Annals of Medicine, 19(1), 9–14.
Polanía, R., Paulus, W., & Nitsche, M.A.(2012).Modulating cortico-striatal and thalamo-cortical functional connectivity with transcranial direct current stimulation.Human Brain Mapping, 33(10), 2499–2508.
Polanowska, K.E., Le?niak, M., Seniów, J.B., &Cz?onkowska, A.(2013).No effects of anodal transcranial direct stimulation on language abilities in early rehabilitation of post-stroke aphasic patients.Neurologia i Neurochirurgia Polska, 47(5), 414–422.
Radman, T., Datta, A., Ramos, R.L., Brumberg, J.C., & Bikson,M.(2009, September).One-dimensional representation of a neuron in a uniform electric field.InAnnual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2009.EMBC 2009(pp.6481–6484).Minneapolis, MN: IEEE.
Reis, J., Schambra, H.M., Cohen, L.G., Buch, E.R., Fritsch,B., Zarahn, E.,...Krakauer, J.W.(2009).Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(5), 1590–1595.
Richmond, L.L., Wolk, D., Chein, J., & Olson, I.R.(2014).Transcranial direct current stimulation enhances verbal working memory training performance over time and near transfer outcomes.Journal of Cognitive Neuroscience, 26,2443–2454.
Ruf, S.P., & Plewnia, C.(2015).P66.Laterality dependent effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on learning- and transfer-outcomes of a working memory training.Clinical Neurophysiology, 126(8), e127–e128.
Schmidt, L., Artinger, F., Stumpf, O., & Kerkhoff, G.(2013).Differential effects of galvanic vestibular stimulation on arm position sense in right- vs.left-handers.Neuropsychologia,51(5), 893–899.
Schultz, W., Dayan, P., & Montague, P.R.(1997).A neural substrate of prediction and reward.Science, 275(5306),1593–1599.
Segrave, R.A., Arnold, S., Hoy, K., & Fitzgerald, P.B.(2014).Concurrent cognitive control training augments the antidepressant efficacy of tDCS: A pilot study.Brain Stimulation, 7(2), 325–331.
Smith, R.C., Boules, S., Mattiuz, S., Youssef, M., Tobe, R.H., Sershen, H.,...Davis, J.M.(2015).Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cognition,symptoms, and smoking in schizophrenia: A randomized controlled study.Schizophrenia Research, 168(1-2), 260–266.
Stagg, C.J., Best, J.G., Stephenson, M.C., O'Shea, J.,Wylezinska, M., Kincses, Z.T.,...Johansen-Berg, H.(2009).Polarity-sensitive modulation of cortical neurotransmitters by transcranial stimulation.The Journal of Neuroscience, 29(16), 5202–5206.
Stagg, C.J., Jayaram, G., Pastor, D., Kincses, Z.T.,Matthews, P.M., & Johansen-Berg, H.(2011).Polarity and timing-dependent effects of transcranial direct current stimulation in explicit motor learning.Neuropsychologia,49(5), 800–804.
Steenbergen, L., Sellaro, R., Hommel, B., Lindenberger, U.,Kühn, S., & Colzato, L.S.(2015).“Unfocus” on foc.us:Commercial tDCS headset impairs working memory.Experimental Brain Research, 1–7.
Ungerleider, L.G., Doyon, J., & Karni, A.(2002).Imaging brain plasticity during motor skill learning.Neurobiology of Learning & Memory, 78(3), 553–564.
Vines, B.W., Nair, D.G., & Schlaug, G.(2006).Contralateral and ipsilateral motor effects after transcranial direct current stimulation.Neuroreport, 17(6), 671–674.
Weickert, T.W., Goldberg, T.E., Egan, M.F., Apud, J.A.,Meeter, M., Myers, C.E.,...Weinberger, D.R.(2010).Relative risk of probabilistic category learning deficits in patients with schizophrenia and their siblings.Biological Psychiatry, 67(10), 948–955.
Wlodkowski, R.J.(2003).Accelerated learning in colleges and universities.New Directions for Adult and Continuing Education, 2003(97), 5–16.
Wu, Y.J., Tseng, P., Chang, C.F., Pai, M.C., Hsu, K.S., Lin,C.C., & Juan, C.H.(2014).Modulating the interference effect on spatial working memory by applying transcranial direct current stimulation over the right dorsolateral prefrontal cortex.Brain and Cognition, 91, 87–94.
Yun, G.J., Chun, M.H., & Kim, B.R.(2015).The effects of transcranial direct-current stimulation on cognition in stroke patients.Journal of Stroke, 17(3), 354–358.
Zaehle, T., Sandmann, P., Thorne, J.D., J?ncke, L., &Herrmann, C.S.(2011).Transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex modulates working memory performance: Combined behavioural and electrophysiological evidence.BMC Neuroscience, 12, 2.