经颅直流电刺激

经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS)是一种非侵入性的，利用恒定、低强度直流电(1~2 mA)调节大脑皮层神经元活动的技术。

简介

早在 11 世纪人们就开始尝试利用电来治疗疾病，随着认识的发展经颅直流电刺激技术逐步成熟。1998年Prior等发现，微弱的经颅直流电刺激可以引起皮层双相的、极性依赖性的改变，随后Nitsche的研究证实了这一发现，从而为tDCS的临床研究拉开了序幕。到目前为止，tDCS的临床疾病应用研究已经取得了不少有益的成果。

刺激方式

tDCS有两个不同的电极及其供电电池设备，外加一个控制软件设置刺激类型的输出。刺激方式包括3种，即阳极刺激、阴极刺激和伪刺激。阳极刺激通常能增强刺激部位神经元的兴奋性，阴极刺激则降低刺激部位神经元的兴奋性。伪刺激多是作为一种对照刺激。

tDCS 作用机制

tDCS 由阳极和阴极两个表面电极组成，由控制软件设置刺激类型的输出，以微弱极化直流电作用于大脑皮质。与其他非侵入性脑刺激技术如经颅电刺激和经颅磁刺激不同，tDCS不是通过阈上刺激引起神经元放电，而是通过调节神经网络的活性而发挥作用。在神经元水平，tDCS 对皮质兴奋性调节的基本机制是依据刺激的极性不同引起静息膜电位超极化或者去极化的改变。阳极刺激通常使皮层的兴奋性提高，阴极刺激降则低皮层的兴奋性。膜的极化是tDCS刺激后即刻作用的主要机制。

然而，除了即刻作用外，tDCS同样具有刺激后效应，如果刺激时间持续足够长，刺激结束后皮质兴奋性的改变可持续达1 h。因此，其作用机制不能单一的用神经元膜电位极化来解释。进一步的研究证实，tDCS除了改变膜电位的极性外，还可以调节突触的微环境，如改变NMDA受体或GABA的活性，从而起到调节突触可塑性的作用。tDCS 的后效应机制类似于突触的长时程易化，动物研究发现，以阳极刺激作用于运动皮层可观察到突触后兴奋性电位的持续增加。皮层兴奋性的调节在tDCS 刺激时依赖膜极化的水平，而刺激结束后的后效应作用主要是由于皮层内突触的活动。

tDCS同样可以调节远隔皮层及皮层下区域兴奋性。tDCS 阳极刺激前运动皮层区可影响有连接的远隔皮层区域的兴奋性变化。刺激左半球M1 区不仅影响参与产生运动诱发电位的皮质脊髓环路，而且通过抑制性中间神经元调节对侧半球的经胼胝体抑制^。

临床应用及安全性

至今为止，尚未有tDCS诱发癫痫的报道。有研究应用MRI 成像观察安全模式下tDCS刺激30 min 和1 h后大脑的变化，发现大脑并没有出现组织水肿、血脑屏障失衡及脑组织结构改变等现象，认为tDCS是一种安全的经颅刺激方式。同样的结论也在其他研究中得到证实。

电极的放置位置对于电流的空间分布及电流方向至关重要，决定刺激的有效性。常用的刺激电极面积为20–35mm2，其目的为尽量使刺激局限化、聚焦于需要治疗的部位。另一方面，较大面积的电极可以使电流密度下降，从而保证刺激的安全性。虽然tDCS的刺激参数标准还没有完全确定，但一般认为刺激持续时间跨度8-30 min，电流1.0~2.0 mA 的直流电是安全有效的。约有45%的电流被传送至颅骨并到达皮层表面。另外，tDCS治疗时电流强度应缓升缓降，避免造成患者不适。

应用领域

本世纪，tDCS技术在神经康复领域中的应用逐渐得到推广，研究发现，tDCS对于脑卒中后肢体运动障碍、认知障碍、失语症以及老年痴呆、帕金森病及脊髓神经网络兴奋性的改变都有不同的治疗作用，是神经康复领域一项非常有发展前景的无创性脑刺激技术。但到目前为止，尚未把tDCS作为一项常规的康复治疗技术使用。另有研究证实，tDCS联合康复治疗共同使用可以提高常规康复治疗的效果。近年来的研究也发现，tDCS对于纤维肌痛综合征、神经痛及下背痛等也有一定的治疗作用^[3] 。

适应症

• 脑卒中后偏瘫、认知障碍、言语、吞咽障碍

• 老年痴呆症

• 帕金森病

• 脊髓损伤

• 神经痛

• 纤维肌痛

• 下背痛

• 癫痫

• 抑郁症

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