無(wú)創(chuàng )腦刺激現在很流行，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，將電流傳導至腦部的目標區域。近幾年，一系列的研究都認為T(mén)ES的益處很廣泛，包括提高記憶力，增強數學(xué)技能，減緩抑郁，甚至促進(jìn)腦中風(fēng)后的恢復。這類(lèi)結論催生了一個(gè)行業(yè)，向那些增強自己大腦性能的人提供有償的TES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(lèi)療法嚴肅地提出質(zhì)疑。2月2日發(fā)表在《自然-通訊》的一項研究前所未有地指出，傳統的TES療法傳至大腦的電流并不足以刺激腦回路，也不足以調節大腦頻率。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)醫學(xué)院，這項研究的第一作者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，部分是由于測量不能穿過(guò)顱骨，當大腦受到刺激時(shí)，研究人員無(wú)法得知神經(jīng)元的具體反應。傳統的TES療法產(chǎn)生的電噪聲會(huì )干擾一切頭皮上檢測到的大腦活動(dòng)。

為了避免受到電噪聲的干擾，Buzsáki的團隊首次將電極植入了小鼠的腦部，當對小鼠進(jìn)行體表TES療法時(shí)對神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行測量。在對刺激參數進(jìn)行分析后，他們找到了能引起神經(jīng)元興奮或調節腦頻所需的最小電場(chǎng)強度。

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產(chǎn)生同等的電場(chǎng)強度。但這種侵入性實(shí)驗不能在人體上進(jìn)行，所以Buzsáki的團隊選了次優(yōu)方案，對人類(lèi)尸體進(jìn)行了實(shí)驗。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: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(chǎng)，這遠遠超過(guò)了傳統TES中的電流強度。

一般來(lái)說(shuō)，TES使用的電流不大于2毫安，因為大于2毫安的電流會(huì )產(chǎn)生許多副反應，比如刺痛感、暈眩、味覺(jué)不良、幻覺(jué)和幻聽(tīng)。這是因為諸如眼睛、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(wú)論是對于小鼠還是人類(lèi)尸體進(jìn)行實(shí)驗，Buzsáki團隊都發(fā)現發(fā)現，對頭皮施加的電流中，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)法到達腦部。

這項發(fā)現與許多質(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，并報告了其對認知能力和某些行為的影響。

當他把這些論文結果匯集起來(lái)時(shí)，他的團隊發(fā)現，盡管個(gè)別文章報道了一些TES的益處（如在一項任務(wù)中縮短反應時(shí)間或提高準確率），但從這些研究中并不能得出TES是可靠的這一結論。“一直以來(lái)許多人對tDCB的電流能否進(jìn)入腦部提出質(zhì)疑，而現在，我們有足夠的數據可以證明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設計了一套新的TES系統。新系統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表明，這種方式減少了電流過(guò)高導致的副作用。Buzsáki希望在進(jìn)行更多調整、使用更多電極后，能最終消除不必要的反應。

有些研究者并不打算放棄使用傳統的TES。Buzsáki團隊發(fā)現傳統的TES電流強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。沒(méi)有參與這項研究的紐約市立大學(xué)生物醫學(xué)工程師MaromBikson指出：“大多數TES的刺激時(shí)間長(cháng)達數十分鐘。Bikson認為目前TES仍然可以對神經(jīng)元產(chǎn)生微妙的影響，而這些神經(jīng)元對腦功能的調節有時(shí)間累加效應。

Buzsáki承認，傳統TES可能通過(guò)許多方式來(lái)間接或長(cháng)期調節神經(jīng)元活動(dòng)。一個(gè)可能的原因是安慰劑效應，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(lèi)型的細胞可能會(huì )受到電場(chǎng)影響，并逐漸改變大腦功能。然而，Buzsáki指出，大多數理論的證明還缺乏強有力的證據。他說(shuō)：“我認為現在該讓那些聲稱(chēng)TES有益的人解釋一下，‘益’從何來(lái)？”