經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）結(jié)合認知訓(xùn)練（三）——對工作記憶及其他認知能力的影響
更新時間：2021-07-08 10:32:36
經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）結(jié)合認知訓(xùn)練（三）——對工作記憶及其他認知能力的影響
上兩期文章我們一起學(xué)習(xí)了認知訓(xùn)練聯(lián)合tDCS技術(shù)對感知、注意力和決策能力的影響，**我們將繼續(xù)與大家分享認知訓(xùn)練聯(lián)合tDCS技術(shù)對工作記憶、其他認知能力的影響，以及對該治療方法的總結(jié)和展望。
對工作記憶的影響
工作記憶（working memory，WM）又稱操作記憶，是在短時間內(nèi)保存和處理信息的能力，是復(fù)雜認知功能的主要組成部分。研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶主要激活腦區(qū)是DLPFC以及頂葉。工作記憶在我們的日常生活中起著非常重要的作用，被認為是人類進行學(xué)習(xí)、理解、推理等高級認知活動的核心。
關(guān)于工作記憶的研究相對較多。Martin等在2019年對遺忘性輕度認知障礙患者進行了為期5周的實驗。68名患者隨機接受認知訓(xùn)練和左側(cè)DLPFC的tDCS刺激（2mA/30min、0.016mA/30min）或者假刺激（0.016mA，60min）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，認知訓(xùn)練和真刺激組合在治療后績效顯著提高，兩組被試記憶力在3個月的隨訪中較治療前有很大改善。
Au等招募62名健康大學(xué)生隨機分成三組進行7天的視覺空間記憶n-back訓(xùn)練，同時接受刺激，并且隨訪時被試（41名）進行n-back任務(wù)和Backward Block-tapping任務(wù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)真刺激時，n-back任務(wù)的平均水平顯著提高，并發(fā)現(xiàn)一個間隔效應(yīng)，即在真刺激時有兩天間隔的組比連續(xù)組n-back水平更高。在隨訪時，發(fā)現(xiàn)真刺激組與假刺激組之間有顯著差異。這些結(jié)果表明，tDCS刺激可以提高健康年輕人工作記憶訓(xùn)練的績效，而且可以提高訓(xùn)練中學(xué)習(xí)的速度。
研究者在研究認知訓(xùn)練和刺激結(jié)合技術(shù)可以增強工作記憶的同時，也更加關(guān)注其遷移作用。Ruf等在2017年對71名成年健康人進行左側(cè)和右側(cè)DLPFC的陽極tDCS刺激，以及空間和語言工作記憶的訓(xùn)練。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，tDCS刺激可以增強訓(xùn)練的效果，并且影響可以轉(zhuǎn)移到未經(jīng)訓(xùn)練的任務(wù)上，而且tDCS刺激增強學(xué)習(xí)的效果可以持續(xù)9個月。作者指出，tDCS刺激的效果取決于訓(xùn)練前的基線水平，工作記憶能力相對較低的參與者獲益更多，而工作記憶表現(xiàn)較高的參與者從刺激中獲益較少。
上述研究結(jié)果的差異，可能是由于個體差異、基線水平的不同、電流密度和強度的不同以及訓(xùn)練和刺激組合方式的不同等造成的。因此，今后的研究應(yīng)該探索更加精確的模式和實驗參數(shù)的設(shè)置，有助于未來更好地應(yīng)用于健康人群和臨床患者。
對其他認知能力的影響
目前為止，認知訓(xùn)練和tDCS刺激組合技術(shù)不僅有工作記憶、注意力等具體認知能力的研究，也有一些其他認知能力的研究。
對于學(xué)習(xí)能力的研究，Ownby等通過游戲訓(xùn)練和陽極tDCS刺激（1.5mA，20min）DLPFC的研究發(fā)現(xiàn)，HIV患者的認知功能中學(xué)習(xí)、記憶和運動速度得到改善。
Costanzo等在2018年對有閱讀障礙的兒童和青少年進行了研究，他們通過tDCS刺激與閱讀訓(xùn)練的組合來研究改善的長期影響，26名閱讀障礙患者兒童和健康青少年接受了6周的治療，對顳頂區(qū)域進行左側(cè)陽極或者右側(cè)陰極的tDCS刺激，同時進行閱讀訓(xùn)練。通過真刺激組、假刺激組、治療前、治療后、治療后一個月和六個月的對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)真刺激組閱讀能力有長期的改善。
對于其他障礙患者改善認知能力的研究，Segrave等對27名患有重度抑郁的成年人進行認知控制訓(xùn)練和tDCS刺激的實驗，三組實驗設(shè)計都表現(xiàn)出抑制程度的改善，但只有認知訓(xùn)練和tDCS刺激組合組表現(xiàn)出持久的抗抑郁反應(yīng)。
Gonzalez等對5名輕度認知障礙老年患者進行刺激左側(cè)DLPFC的研究，實驗中患者接受單獨認知訓(xùn)練、假tDCS刺激和認知訓(xùn)練組合以及tDCS刺激和認知訓(xùn)練組合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)tDCS刺激對處理速度、選擇性注意以及計劃能力的績效和完成時間方面有顯著的影響。
佟建霞等對62例腦梗死后認知障礙患者進行治療，治療4周后填寫簡易精神狀態(tài)檢查量表、蒙特利爾認知評估量表以及日常生活能力評分表。結(jié)果顯示，tDCS刺激結(jié)合認知訓(xùn)練可改善腦梗死患者的認知功能（定向、注意、記憶、計算、語言等）以及日常生活活動能力，效果顯著高于對照組。
對于健康者來說，Looi等對30名健康成年人給予雙側(cè)DLPFC的tDCS刺激(1mA，30min)，并同時進行認知訓(xùn)練。在訓(xùn)練前后以及結(jié)束兩個月后，進行數(shù)學(xué)成績和工作記憶能力（語言和視覺空間）的測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進行真刺激的被試在游戲中的表現(xiàn)明顯優(yōu)于假刺激組，并產(chǎn)生了工作記憶的遷移效應(yīng)。此外，發(fā)現(xiàn)基線水平數(shù)學(xué)能力較低的人群中，訓(xùn)練的改善效果更明顯，這表明該方法可以減少個體之間認知能力的差距。真刺激組在2個月后訓(xùn)練的影響仍然存在，這表明該方法可以長期提高人類的學(xué)習(xí)和認知。
總結(jié)和展望
認知訓(xùn)練和tDCS刺激組合的方法，不僅可以用于正常人感知能力、注意力、工作記憶、決策能力等認知功能的提升，還可以用于患者（中風(fēng)、抑郁、阿爾茲海默病等）認知障礙的康復(fù)中，并能取得很好的效果。
但是到目前為止，認知訓(xùn)練和tDCS刺激組合方法研究仍存在以下不足如治療過程中的各治療參數(shù)標準等目前仍不明確；同一刺激位置和同一訓(xùn)練范式的結(jié)果也有很大差異，可能與人類的基線水平等相關(guān)因素有關(guān)，仍需要進行系統(tǒng)的研究。
綜上所述，認知訓(xùn)練和刺激組合方法還有很多環(huán)節(jié)值得研究，而且目前對于健康青年認知能力提升的研究相對較少，對于患者的研究則很多是試點研究。在未來的研究中，可以增加健康人群面向復(fù)雜任務(wù)能力提升的研究，有望應(yīng)用于航天、軍事等領(lǐng)域。對于認知障礙患者的研究則應(yīng)擴大樣本量，并且隨著機制的完善，更多地用于老年群體的認知能力提升。
