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经颅直流电刺激(tDCS)结合认知训练(一)——对感知的影响

经颅直流电刺激(tDCS)结合认知训练(一)——对感知的影响


介绍

认知增强(cognitive enhancement,CE)是指有针对性地增强或者扩展认知能力或者情感能力的技术,其以神经可塑性为基础,通过加强或削弱神经元之间的连接,改变大脑的结构,从而改变相关的认知能力。认知增强可以增强健康儿童、青少年等的认知能力,可以减缓健康老年人认知能力下降的速度,并且可以改善认知功能患者(多动症儿童、轻度认知障碍、阿尔茨海默病等)的认知能力,而这些人群均称为未患精神疾病的群体。

认知增强的常用方法有药物刺激、物理刺激以及认知训练(cognitive training,CT)。药物刺激可能存在健康隐患,对身体产生副作用,在患者认知功能的康复中较为常用。物理刺激的方法简单、见效快,如经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)相较而言刺激简单、便捷、易操作,价格相对便宜,对人体没有诱发疾病的副作用。认知训练可用于患者认知功能的改善,以及减缓老年人认知能力的下降。但在效果上来说,tDCS刺激起效时间极短,有效时间也比较短;而认知训练起效时间较长,有效时间也比较长。

最近的研究表明,认知训练和大脑刺激组合的使用可以增强作用效果,并可以延长改善认知能力的益处,而且发现直流电刺激可以使训练的认知能力提升更容易达到长期效果,同时认知训练也可以增强tDCS刺激的效果。

感知(perception)是人类大脑对外界环境、信息变化所做出的反应。感知在日常生活中涉及很多方面,如视觉、听觉、空间知觉、躯体感觉等,其中躯体感觉大多是疼痛阈值的研究。

视觉感知方面

对于视觉感知来说,研究发现组合技术可以明显改善患者或健康人的视觉能力。Brem等对一位72岁男性中风患者进行双顶叶tDCS刺激(1mA,20min)和认知忽视治疗。该次实验是在患者中风26天后进行为期四周的双盲对照组治疗。在**周和第四周患者只进行传统的忽视治疗,而第二周进行传统治疗和假或真刺激交替进行,第三周进行真刺激与认知忽视治疗。结果发现,真刺激后左侧刺激的隐性注意分配明显改善,线等分和复制的成绩相较于假刺激得到提高,并且日常生活能力在3个月后的随访中明显改善。这些结果表明,tDCS刺激结合认知训练可以促进训练方法改善视觉空间忽视的症状,并且适用于临床环境。

空间感知方面

对于空间感知来说,李学敏等在2019年对缺血性脑卒中后失语症患者进行为期6周的在线tDCS刺激(2mA,20min)和认知训练治疗。治疗后,测试的定向力、知觉、视运动等认知能力显著提高。Saruco等通过14名健康成年被试接受初级运动皮层的阳极刺激(1mA,12min),并进行运动想象、控制任务的训练,而且在实验前后进行姿势控制任务。数据显示,执行姿势任务时所需的时间显著减少。当姿势控制任务要求较高时,运动想象训练和阳极刺激组合会使其认知能力显著提升。

Oldrati等通过研究27名健康青年被试(其中18名女性)参加的实验,其中被试接受左侧背外侧前额叶(DLPFC)的tDCS刺激(1.5mA,20min)和视觉空间能力训练,并且鉴于之前研究中刺激时间的重要性进行了双重实验。其中一个是研究tDCS刺激引起的皮层兴奋性是否会调节由训练决定的改善并提高其认知能力;另一个是探索刺激时间的依赖性影响。被试分成三组分别进行下面实验,刺激与训练同时进行(在线tDCS组),先刺激后训练(离线tDCS组),以及假刺激和训练组。所有被试在刺激和训练之前以及结束后都要进行心理旋转任务和心理折叠任务。结果表明,无论刺激条件如何,被试的心理旋转能力和心理折叠能力都在测试后得到了改善,并且被试在“在线”tDCS刺激情况下心理折叠能力有很大的提高。实验研究发现tDCS刺激在执行过程中增强了训练的效果,在刺激后24h内对视觉空间表现产生了累积的有益影响。

躯体感知方面

在躯体感知方面,Powers等对79名健康成年人进行了疼痛耐受性的研究,将tDCS刺激和简单认知干预组合发现,纤维肌痛患者的症状阈值显著提高,并且是与阴极tDCS刺激组合的效果达到*好。

综上所述,tDCS联合不同的认知训练类型可有效改善人体不同的感知功能,且其治疗效果明显优于单纯的tDCS治疗或单纯的认知训练治疗。结合tDCS和认知训练两种调控方式,发挥各自的优点,可成为感知领域研究的热点。


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