無創(chuàng)腦刺激現(xiàn)在很流行，科學(xué)家和愛好者們都在尋找不需要開顱，也不需要植入電極就能改變神經(jīng)元活動的方法。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)過頭皮和顱骨時就已耗盡。來自紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院，這項(xiàng)研究的第一作者Gy?rgyBuzsáki說，“在這個領(lǐng)域，那些發(fā)表了關(guān)于TES有益的科學(xué)家可能不會喜歡我們的文章”。

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

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)對小鼠進(jìn)行體表TES療法時對神經(jīng)活動進(jìn)行測量。在對刺激參數(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強(qiáng)度。

隨即，研究人員想要探究，對人體頭皮施加多少電流才能在腦內(nèi)產(chǎn)生同等的電場強(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，對人類尸體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。通過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):他們需要對頭皮施加4～6毫安的電流才能產(chǎn)生所需電場，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)TES中的電流強(qiáng)度。

一般來說，TES使用的電流不大于2毫安，因?yàn)榇笥?毫安的電流會產(chǎn)生許多副反應(yīng)，比如刺痛感、暈眩、味覺不良、幻覺和幻聽。這是因?yàn)橹T如眼睛、耳朵和面部神經(jīng)的軟組織，對電流的阻抗小于顱骨。事實(shí)上，無論是對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)，對頭皮施加的電流中，大約有75%會在穿過顱骨、頭皮或體表組織時被耗盡而無法到達(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，并報告了其對認(rèn)知能力和某些行為的影響。

當(dāng)他把這些論文結(jié)果匯集起來時，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，盡管個別文章報道了一些TES的益處（如在一項(xiàng)任務(wù)中縮短反應(yīng)時間或提高準(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。“一直以來許多人對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)摒棄了只使用一對電極的做法，而是采用了6對電極對以快速脈沖方式，各自提供一部分電流，疊加進(jìn)入靶向神經(jīng)元。對健康志愿者的試驗(yàn)表明，這種方式減少了電流過高導(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效應(yīng)。沒有參與這項(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的刺激時間長達(dá)數(shù)十分鐘。Bikson認(rèn)為目前TES仍然可以對神經(jīng)元產(chǎn)生微妙的影響，而這些神經(jīng)元對腦功能的調(diào)節(jié)有時間累加效應(yīng)。

Buzsáki承認(rèn)，傳統(tǒng)TES可能通過許多方式來間接或長期調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動。一個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)胞可能會受到電場影響，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：“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？”