無(wú)創(chuàng)腦刺激現(xiàn)在很流行，科學(xué)家和愛(ài)好者們都在尋找不需要開(kāi)顱，也不需要植入電極就能改變神經(jīng)元活動(dòng)的方法。經(jīng)顱電刺激療法（TES）就是其中一種，其方法是將電極粘在頭皮特定位置，將電流傳導(dǎo)至腦部的目標(biāo)區(qū)域。近幾年，一系列的研究都認(rèn)為TES的益處很廣泛，包括提高記憶力，增強(qiáng)數(shù)學(xué)技能，減緩抑郁，甚至促進(jìn)腦中風(fēng)后的恢復(fù)。這類結(jié)論催生了一個(gè)行業(yè)，向那些增強(qiáng)自己大腦性能的人提供有償?shù)腡ES服務(wù)。

但很少有研究指出TES到底是怎樣作用于大腦的，還有部分研究對(duì)這類療法嚴(yán)肅地提出質(zhì)疑。2月2日發(fā)表在《自然-通訊》的一項(xiàng)研究前所未有地指出，傳統(tǒng)的TES療法傳至大腦的電流并不足以刺激腦回路，也不足以調(diào)節(jié)大腦頻率。大部分電流在經(jīng)過(guò)頭皮和顱骨時(shí)就已耗盡。來(lái)自紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院，這項(xiàng)研究的第一作者Gy?rgyBuzsáki說(shuō)，“在這個(gè)領(lǐng)域，那些發(fā)表了關(guān)于TES有益的科學(xué)家可能不會(huì)喜歡我們的文章”。

TES的原理依然是個(gè)謎團(tuán)，部分是由于測(cè)量不能穿過(guò)顱骨，當(dāng)大腦受到刺激時(shí)，研究人員無(wú)法得知神經(jīng)元的具體反應(yīng)。傳統(tǒng)的TES療法產(chǎn)生的電噪聲會(huì)干擾一切頭皮上檢測(cè)到的大腦活動(dòng)。

為了避免受到電噪聲的干擾，Buzsáki的團(tuán)隊(duì)首次將電極植入了小鼠的腦部，當(dāng)對(duì)小鼠進(jìn)行體表TES療法時(shí)對(duì)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)刺激參數(shù)進(jìn)行分析后，他們找到了能引起神經(jīng)元興奮或調(diào)節(jié)腦頻所需的最小電場(chǎng)強(qiáng)度。

隨即，研究人員想要探究，對(duì)人體頭皮施加多少電流才能在腦內(nèi)產(chǎn)生同等的電場(chǎng)強(qiáng)度。但這種侵入性實(shí)驗(yàn)不能在人體上進(jìn)行，所以Buzsáki的團(tuán)隊(duì)選了次優(yōu)方案，對(duì)人類尸體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在尸體的腦部植入記錄電極，并在體外進(jìn)行TES后，研究人員發(fā)現(xiàn):他們需要對(duì)頭皮施加4～6毫安的電流才能產(chǎn)生所需電場(chǎng)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)TES中的電流強(qiáng)度。

一般來(lái)說(shuō)，TES使用的電流不大于2毫安，因?yàn)榇笥?毫安的電流會(huì)產(chǎn)生許多副反應(yīng)，比如刺痛感、暈眩、味覺(jué)不良、幻覺(jué)和幻聽(tīng)。這是因?yàn)橹T如眼睛、耳朵和面部神經(jīng)的軟組織，對(duì)電流的阻抗小于顱骨。事實(shí)上，無(wú)論是對(duì)于小鼠還是人類尸體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，Buzsáki團(tuán)隊(duì)都發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)頭皮施加的電流中，大約有75%會(huì)在穿過(guò)顱骨、頭皮或體表組織時(shí)被耗盡而無(wú)法到達(dá)腦部。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與許多質(zhì)疑TES聲音不謀而合，其中包括來(lái)自澳大利亞墨爾本大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家JaredHorvath。在2015年一項(xiàng)分析中，Horvath收集了大概400篇論文，這些論文記錄了大量使用tDCS（使用直流電的TES方法）的案例，并報(bào)告了其對(duì)認(rèn)知能力和某些行為的影響。

當(dāng)他把這些論文結(jié)果匯集起來(lái)時(shí)，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，盡管個(gè)別文章報(bào)道了一些TES的益處（如在一項(xiàng)任務(wù)中縮短反應(yīng)時(shí)間或提高準(zhǔn)確率），但從這些研究中并不能得出TES是可靠的這一結(jié)論。“一直以來(lái)許多人對(duì)tDCB的電流能否進(jìn)入腦部提出質(zhì)疑，而現(xiàn)在，我們有足夠的數(shù)據(jù)可以證明tDCB療法中電流根本無(wú)法進(jìn)入腦部。”

為了將足夠的電流輸進(jìn)大腦，一項(xiàng)新研究的第一作者，匈牙利塞格德大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家AntalBerényi設(shè)計(jì)了一套新的TES系統(tǒng)。新系統(tǒng)摒棄了只使用一對(duì)電極的做法，而是采用了6對(duì)電極對(duì)以快速脈沖方式，各自提供一部分電流，疊加進(jìn)入靶向神經(jīng)元。對(duì)健康志愿者的試驗(yàn)表明，這種方式減少了電流過(guò)高導(dǎo)致的副作用。Buzsáki希望在進(jìn)行更多調(diào)整、使用更多電極后，能最終消除不必要的反應(yīng)。

有些研究者并不打算放棄使用傳統(tǒng)的TES。Buzsáki團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的TES電流強(qiáng)度不足以直接影響腦回路，但他們的研究關(guān)注的是電刺激脈沖后的即時(shí)效應(yīng)。沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的紐約市立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師MaromBikson指出：“大多數(shù)TES的刺激時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十分鐘。Bikson認(rèn)為目前TES仍然可以對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生微妙的影響，而這些神經(jīng)元對(duì)腦功能的調(diào)節(jié)有時(shí)間累加效應(yīng)。

Buzsáki承認(rèn)，傳統(tǒng)TES可能通過(guò)許多方式來(lái)間接或長(zhǎng)期調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動(dòng)。一個(gè)可能的原因是安慰劑效應(yīng)，所謂的療效可能是人們由于相信治療效果而產(chǎn)生的心理暗示。但也有其他可能：刺激頭皮上的神經(jīng)可以將信號(hào)傳回大腦或影響回路；除了神經(jīng)元以外的其他類型的細(xì)胞可能會(huì)受到電場(chǎng)影響，并逐漸改變大腦功能。然而，Buzsáki指出，大多數(shù)理論的證明還缺乏強(qiáng)有力的證據(jù)。他說(shuō)：“我認(rèn)為現(xiàn)在該讓那些聲稱TES有益的人解釋一下，‘益’從何來(lái)？”