电刺激大脑能提高记忆力？

无创脑刺激现在很流行，科学家和爱好者们都在寻找不需要开颅，也不需要植入电极就能改变神经元活动的方法。经颅电刺激疗法（TES）就是其中一种，其方法是将电极粘在头皮特定位置，将电流传导至脑部的目标区域。近几年，一系列的研究都认为TES的益处很广泛，包括提高记忆力，增强数学技能，减缓抑郁，甚至促进脑中风后的恢复。这类结论催生了一个行业，向那些增强自己大脑性能的人提供有偿的TES服务。

但很少有研究指出TES到底是怎样作用于大脑的，还有部分研究对这类疗法严肃地提出质疑。2月2日发表在《自然-通讯》的一项研究前所未有地指出，传统的TES疗法传至大脑的电流并不足以刺激脑回路，也不足以调节大脑频率。大部分电流在经过头皮和颅骨时就已耗尽。来自纽约大学医学院，这项研究的第一作者Gy?rgyBuzsáki说，“在这个领域，那些发表了关于TES有益的科学家可能不会喜欢我们的文章”。

TES的原理依然是个谜团，部分是由于测量不能穿过颅骨，当大脑受到刺激时，研究人员无法得知神经元的具体反应。传统的TES疗法产生的电噪声会干扰一切头皮上检测到的大脑活动。

为了避免受到电噪声的干扰，Buzsáki的团队首次将电极植入了小鼠的脑部，当对小鼠进行体表TES疗法时对神经活动进行测量。在对刺激参数进行分析后，他们找到了能引起神经元兴奋或调节脑频所需的最小电场强度。

随即，研究人员想要探究，对人体头皮施加多少电流才能在脑内产生同等的电场强度。但这种侵入性实验不能在人体上进行，所以Buzsáki的团队选了次优方案，对人类尸体进行了实验。通过在尸体的脑部植入记录电极，并在体外进行TES后，研究人员发现:他们需要对头皮施加4～6毫安的电流才能产生所需电场，这远远超过了传统TES中的电流强度。

一般来说，TES使用的电流不大于2毫安，因为大于2毫安的电流会产生许多副反应，比如刺痛感、晕眩、味觉不良、幻觉和幻听。这是因为诸如眼睛、耳朵和面部神经的软组织，对电流的阻抗小于颅骨。事实上，无论是对于小鼠还是人类尸体进行实验，Buzsáki团队都发现发现，对头皮施加的电流中，大约有75%会在穿过颅骨、头皮或体表组织时被耗尽而无法到达脑部。

这项发现与许多质疑TES声音不谋而合，其中包括来自澳大利亚墨尔本大学的神经科学家JaredHorvath。在2015年一项分析中，Horvath收集了大概400篇论文，这些论文记录了大量使用tDCS（使用直流电的TES方法）的案例，并报告了其对认知能力和某些行为的影响。

当他把这些论文结果汇集起来时，他的团队发现，尽管个别文章报道了一些TES的益处（如在一项任务中缩短反应时间或提高准确率），但从这些研究中并不能得出TES是可靠的这一结论。“一直以来许多人对tDCB的电流能否进入脑部提出质疑，而现在，我们有足够的数据可以证明tDCB疗法中电流根本无法进入脑部。”

为了将足够的电流输进大脑，一项新研究的第一作者，匈牙利塞格德大学的神经学家AntalBerényi设计了一套新的TES系统。新系统摒弃了只使用一对电极的做法，而是采用了6对电极对以快速脉冲方式，各自提供一部分电流，叠加进入靶向神经元。对健康志愿者的试验表明，这种方式减少了电流过高导致的副作用。Buzsáki希望在进行更多调整、使用更多电极后，能最终消除不必要的反应。

有些研究者并不打算放弃使用传统的TES。Buzsáki团队发现传统的TES电流强度不足以直接影响脑回路，但他们的研究关注的是电刺激脉冲后的即时效应。没有参与这项研究的纽约市立大学生物医学工程师MaromBikson指出：“大多数TES的刺激时间长达数十分钟。Bikson认为目前TES仍然可以对神经元产生微妙的影响，而这些神经元对脑功能的调节有时间累加效应。

Buzsáki承认，传统TES可能通过许多方式来间接或长期调节神经元活动。一个可能的原因是安慰剂效应，所谓的疗效可能是人们由于相信治疗效果而产生的心理暗示。但也有其他可能：刺激头皮上的神经可以将信号传回大脑或影响回路；除了神经元以外的其他类型的细胞可能会受到电场影响，并逐渐改变大脑功能。然而，Buzsáki指出，大多数理论的证明还缺乏强有力的证据。他说：“我认为现在该让那些声称TES有益的人解释一下，‘益’从何来？”