文献速递第3期:tDCS的近期研究
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經(jīng)顱直流電刺激(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)是一種受到特別關(guān)注的神經(jīng)調(diào)節(jié)方法。它被認(rèn)為是一種當(dāng)代便攜式無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù),在頭皮上感興趣的特定區(qū)域放置兩個電極(陽極和陰極兩個表面電極),可向頭皮發(fā)送低(1~2 mA)電流,以極性依賴的方式影響閾下神經(jīng)元的興奮性。微弱的電流從帶正電的陰極流向帶負(fù)電的陽極,皮層的興奮性在靠近陽極電極處增加,而在陰極刺激處降低。
雖然對于tDCS的精確神經(jīng)生理效應(yīng)和作用機(jī)制仍存在爭議,但有許多研究表明,這種刺激可以對行為和神經(jīng)活動產(chǎn)生可復(fù)制和極性依賴的影響。陽極刺激被認(rèn)為會增加神經(jīng)元的興奮性,而陰極tDCS則會降低神經(jīng)元的興奮性。目前對tDCS的研究備受關(guān)注,如運(yùn)動康復(fù)、運(yùn)動學(xué)習(xí)、癡呆癥、言語和認(rèn)知障礙訓(xùn)練等
(小編近期也為大家整理了一些tDCS的相關(guān)研究,快來看看吧~)。
在過去的幾十年里,大量的tDCS研究試圖找到提高個體效能的方法,特別是執(zhí)行功能方面。比如有研究顯示,刺激背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)可以增強(qiáng)工作記憶任務(wù)中的表現(xiàn),有趣的是,tDCS對這種表現(xiàn)的影響似乎還會在刺激結(jié)束后持續(xù)作用。這無疑為特殊群體的康復(fù)治療帶來了福音,期待tDCS在未來的研究中能夠不斷的擴(kuò)大其適用范圍。
?1.?????Scientific Reports(4.379):經(jīng)顱直流電刺激對工作記憶任務(wù)期間努力的影響
動機(jī)強(qiáng)度理論將努力定義為允許行為執(zhí)行的資源投入,其功能是維持實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所需的活動。這一理論基于資源保護(hù)原則,即人們旨在使用盡可能少的資源來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。有研究者認(rèn)為這與任務(wù)難度也有關(guān):隨著任務(wù)難度的增加,完成任務(wù)所需的資源數(shù)量會增加。然而,將資源投入到不可能或不值得努力的任務(wù)中是一種資源浪費(fèi)。因此,動機(jī)強(qiáng)度理論假設(shè),只要努力是合理的,任務(wù)是可行的,努力就會隨著任務(wù)需求的增加而增加。Richter等人(2008)認(rèn)為,努力隨著任務(wù)難度的增加而增加,但一旦任務(wù)變得極其困難,那么努力就會下降。在這些情況下,當(dāng)參與者意識到努力不再合理,或者任務(wù)不可行時,他們就會放棄,而不是繼續(xù)浪費(fèi)努力。
大量的研究通過使用不同的方法改變?nèi)蝿?wù)難度的感知來說明這一效應(yīng)的重要性。例如,情緒、內(nèi)隱情感,甚至環(huán)境(如光線),都已被證明會改變對主觀需求的感知,而主觀需求又決定努力程度。有趣的是,調(diào)查還發(fā)現(xiàn),一個人的自我知覺對在任務(wù)中調(diào)動的努力程度有著重要的影響。事實(shí)上,自我認(rèn)知能力低的人比自我認(rèn)知能力高的人更能感知到挑戰(zhàn)。由于努力隨著任務(wù)難度的增加而增加(同樣是在可能和合理的情況下),在簡單的任務(wù)中,低感知能力的個體應(yīng)該比高感知能力的個體調(diào)動更多的努力。相比之下,在困難的任務(wù)中則相反。
此外,一些經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)證據(jù)表明,對背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)的刺激有助于工作記憶任務(wù)中的表現(xiàn)。然而,對其對努力的潛在影響知之甚少。該研究假設(shè)(與偽刺激條件相比)陽極刺激會改變參與者對任務(wù)需求的感知,導(dǎo)致努力發(fā)生變化。陽極刺激會增加對任務(wù)的掌握,進(jìn)而提高參與者執(zhí)行任務(wù)的能力,從而降低任務(wù)需求的感知。為了驗證這一假設(shè),本研究通過tDCS對參與者的DLPFC進(jìn)行刺激,隨后讓參與者完成2-back任務(wù),同時記錄其心血管測量結(jié)果。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),DLPFC的陽極刺激可調(diào)節(jié)困難工作記憶任務(wù)中的努力程度。通過其對自我能力感知的內(nèi)隱效應(yīng),陽極刺激可能通過在面對困難時產(chǎn)生一種可行性的感覺來維持參與者參與任務(wù)。在陰極和偽刺激條件下則相反。
原文:Effects of Transcranial Direct Current Stimulationon effort during a working?memory task
https://doi.org/10.1038/s41598-021-95639-7
2.????Frontiers in Behavioral Neuroscience(3.558):右背外側(cè)前額葉皮層的高分辨率經(jīng)顱直流電刺激增加了最優(yōu)化傾向
人們在生活的各個方面都追求最好的。比如,尋找最合適的學(xué)校、工作、配偶等等。理性選擇理論已經(jīng)被用來解釋這種偏好和選擇,假設(shè)人們是理性的選擇者。根據(jù)理性選擇框架,人類在偏好、價值或效用的單一尺度上比較選項,以使這些品質(zhì)能夠最優(yōu)化/最大化。然而,由于人類大腦有限的認(rèn)知資源,如有限的工作記憶與環(huán)境中無限的信息之間的沖突,最優(yōu)化往往是無法實(shí)現(xiàn)的。因此,人們往往會選擇一個足夠好的選項,放棄最優(yōu)化選擇的努力。
最優(yōu)化傾向表示個體傾向于尋找最佳選擇,而不是滿足于一個超出內(nèi)心可接受閾值的選擇。有研究者將人們分為兩類:一類是尋求最佳結(jié)果的最大化者,另一類是滿足于一個足夠好的選擇的滿足者。最大化者是那些在做出選擇之前通過尋找盡可能多的選項信息來尋找最佳選項的人。研究表明,最大化者花費(fèi)大量的努力來使效用最大化,而滿足者花費(fèi)較少的努力來獲得足夠好的選擇。這些發(fā)現(xiàn)表明最大化者比滿足者有更大的動機(jī)去追求最好的結(jié)果。因此,有兩種方法來增加最大化傾向,增加工作記憶資源或增加最大化動機(jī)。這兩種可能的最大化傾向促進(jìn)機(jī)制都與右背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)有關(guān),因此,DLPFC是旨在調(diào)節(jié)最大化傾向的大腦刺激研究的主要靶點(diǎn)。
然而,還沒有任何研究為鼓勵人類追求最好的神經(jīng)過程提供因果證據(jù)。本研究通過在右背外側(cè)前額葉皮層?(DLPFC)上使用高分辨率經(jīng)顱直流電刺激(HD-tDCS)來增加最優(yōu)化傾向。參與者(n = 64)在兩個療程中通過右側(cè)DLPFC接受2 mA陽極?4 × 1 HD-tDCS或偽刺激,隨后完成了N-back工作記憶任務(wù)和最大化量表?(MS)。研究者觀察到在陽極刺激期間最大化傾向得分增加。此外,結(jié)果表明這種最大化傾向的增加是由動機(jī)變化驅(qū)動的。在MS上,備選搜索子量表得分顯著增加,表明評估更多替代方案的動機(jī)增加;然而,結(jié)果并未表明最大化傾向的增加是由于工作記憶的改善。
原文:High-Definition Transcranial Direct CurrentStimulation Over the Right Lateral Prefrontal Cortex Increases MaximizationTendencies
doi:10.3389/fnbeh.2021.653987
3.?????Scientific Reports(4.379):經(jīng)顱直流電刺激提高對消極情緒記憶的重新評估
對負(fù)面記憶和經(jīng)歷的重新評價對心理健康和幸福至關(guān)重要。缺乏重新評價是許多精神障礙的核心問題,也是治療的關(guān)鍵目標(biāo)。重新評價可能有助于形成對痛苦記憶或情況的適應(yīng)性情緒反應(yīng),反過來,成功的情緒調(diào)節(jié)又有助于影響認(rèn)知過程,并可能對情緒和行為控制的各種結(jié)果(包括決策)產(chǎn)生積極影響。
有研究調(diào)查了提高重新評價過程的方法,例如,在具體的重新評價過程中進(jìn)行縱向訓(xùn)練,如心理距離、正念或自我同情。此外,最近也有研究顯示右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層(dlPFC)的tDCS通過增加或減少以主觀情緒喚醒評級和皮膚電導(dǎo)為指標(biāo)的情緒反應(yīng),促進(jìn)了這兩個方向的認(rèn)知重評。Pe?a-Gómez等人表明,左側(cè)dlPFC上的tDCS通過增強(qiáng)在加工圖片時對情緒體驗的認(rèn)知控制,能夠降低對圖片線索的感知負(fù)效價。與此一致的是,Marques等人發(fā)現(xiàn),在左腹外側(cè)前額葉皮層(vlPFC)的tDCS,對負(fù)面圖片進(jìn)行認(rèn)知重評時的情緒反應(yīng)降低。然而,大多數(shù)研究考察了重新評估對標(biāo)準(zhǔn)化刺激(IAPS:國際情緒圖片系統(tǒng)中的圖片)的情緒反應(yīng)的影響,而不是對個人資料(如自傳體記憶)的影響。在個人資料(如情感自傳體記憶)的背景下研究重新評估調(diào)節(jié),這對于將研究結(jié)果轉(zhuǎn)化到臨床環(huán)境中是至關(guān)重要的。
因此,本研究通過經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)技術(shù),以期揭示對負(fù)性情緒記憶重新評估的影響。本研究采用2 × 2被試間和雙盲實(shí)驗設(shè)計,考察在101名健康參與者的右背外側(cè)前額葉皮層(dlPFC)上的tDCS,同時重新評估個人負(fù)性記憶或參與控制任務(wù)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),tDCS可能會(至少在短時間內(nèi)會)提高重新評估的效果。本研究結(jié)果表明tDCS可能有助于優(yōu)化當(dāng)前精神疾病的治療方法。
原文:Enhancing reappraisal of negative emotionalmemories with transcranial direct current stimulation
https://doi.org/10.1038/s41598-021-93647-1
4.?????Scientific Reports(4.379):前額葉tDCS削弱傾向于自我批判反芻的女性個體的反事實(shí)思維
反芻傾向(即持續(xù)壓抑情緒的重復(fù)的負(fù)面自我參照思維)與反事實(shí)思維(CFT)、遺憾以及左背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)的活動減弱有關(guān)。反芻是指重復(fù)的消極的自我參照認(rèn)知和情緒。有反芻傾向的人更有可能對過去的選擇結(jié)果做出消極反應(yīng)。
有研究表明,左前額葉皮層的陽極經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)可以調(diào)節(jié)潛在的神經(jīng)元活動,能夠暫時改善認(rèn)知控制,減少沉思過程和情緒反應(yīng),并刺激適應(yīng)性情緒的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)壓力過
程。而本研究的目的是考察在自我批判反芻傾向下,左DLPFC的陽極經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)是否暫時減少反事實(shí)思維和遺憾(通過自我報告和心理生理學(xué)指標(biāo)進(jìn)行評估)。
80名具有不同程度自我批評反芻的健康參與者在執(zhí)行決策任務(wù)時接受陽極或偽tDCS。在該任務(wù)中,他們需要反復(fù)面對最佳、次佳和非最佳選擇結(jié)果。結(jié)果表明,在反芻傾向個體中,陽極(相對于偽刺激條件)tDCS與CFT減少和對不同選擇結(jié)果的心理生理反應(yīng)減弱有關(guān)。相反,在低反芻傾向個體中,陽極(相對于偽刺激條件)tDCS與CFT和遺憾增加相關(guān),但對心理生理反應(yīng)沒有任何影響。
綜上所述,這些結(jié)果為左前額葉tDCS對CFT的適應(yīng)性效應(yīng)以及傾向于進(jìn)行自我批評反芻的個體對選擇結(jié)果的遺憾/后悔方面提供了初步的證據(jù)。
原文:Prefrontal tDCS attenuates counterfactual thinkingin female individuals prone to self?critical rumination
https://doi.org/10.1038/s41598-021-90677-7
5.?????Scientific Reports(4.379):TDCS對青年和老年人指向任務(wù)學(xué)習(xí)的影響
運(yùn)動技能學(xué)習(xí)是我們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚囊徊糠?#xff0c;熟練的動作表現(xiàn)可以用任務(wù)成功來衡量,這通常是一種明確的分類指標(biāo),但也可以通過更隱式的運(yùn)動學(xué)指標(biāo)來衡量。在運(yùn)動學(xué)研究中,任務(wù)成功的主要特征是表現(xiàn)參數(shù),如速度、準(zhǔn)確性或效率。運(yùn)動動作表現(xiàn)的可變性源于各種不同的適應(yīng)過程,包括感覺反饋的整合。根據(jù)不穩(wěn)定的感覺條件需要被整合到內(nèi)部模型中的方法,運(yùn)動變異性可以被認(rèn)為是神經(jīng)-運(yùn)動系統(tǒng)中的噪聲,導(dǎo)致運(yùn)動輸出表現(xiàn)的變異性。
學(xué)習(xí)一個新的動作不僅包括減少動作表現(xiàn)的可變性,還包括空間準(zhǔn)確性的內(nèi)隱學(xué)習(xí),或?qū)W習(xí)最佳的特定任務(wù)策略。學(xué)習(xí)中的外顯和內(nèi)隱部分很可能在獨(dú)立但相互作用的系統(tǒng)中維持。因此,研究新動作技能任務(wù)的學(xué)習(xí)是否與外顯任務(wù)成功的增加和內(nèi)隱動作輸出變異性的減少有關(guān),可能有助于理解外顯和內(nèi)隱學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。衰老是調(diào)節(jié)運(yùn)動技能學(xué)習(xí)的一個主要因素。據(jù)推測,其中一個原因是,衰老深刻地影響了感覺運(yùn)動網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致運(yùn)動功能的漸進(jìn)性衰退。與年輕人(青少年)相比,老年人學(xué)習(xí)新運(yùn)動任務(wù)涉及的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分布更廣。然而,這一現(xiàn)象不能僅僅歸因于增加的神經(jīng)噪聲,而是可能作為一種必要的補(bǔ)償機(jī)制,以成功地完成任務(wù)。
本研究以30名青年(YA)(27.07±3.8歲)和30名老年人(OA)(67.97±5.3歲)為研究對象,在指向性任務(wù)中考察多次tDCS對外顯和內(nèi)隱學(xué)習(xí)測量的影響。該研究假設(shè),與YA相比,OA表現(xiàn)出更慢的外顯技能學(xué)習(xí),更長的動作時間/更低的準(zhǔn)確率,以及更慢的內(nèi)隱學(xué)習(xí)和更高的空間變異性,但從陽極tDCS中獲益更多。本研究認(rèn)為在運(yùn)動時間上存在年齡相關(guān)的差異,但在準(zhǔn)確率或空間變異性沒有差異。TDCS無論是在顯性還是隱性參數(shù)上都沒有促進(jìn)學(xué)習(xí)。然而,與本研究假設(shè)相反的是,本研究發(fā)現(xiàn)tDCS僅在YA中具有較高的準(zhǔn)確率,而tDCS沒有誘發(fā)空間變異性差異。綜上所述,研究數(shù)據(jù)顯示,外顯和內(nèi)隱技能參數(shù)的tDCS效應(yīng)重疊是有限的。此外,它支持tDCS能夠產(chǎn)生一種提高表現(xiàn)的大腦狀態(tài)的假設(shè),至少對于明確的技能習(xí)得是這樣的。
原文:TDCS effects on pointing task learning in young andold adults
https://doi.org/10.1038/s41598-021-82275-4
6.????Frontiers in Aging Neuroscience(5.75):tDCS誘導(dǎo)的記憶再鞏固效應(yīng)及其與主觀認(rèn)知衰退中的結(jié)構(gòu)和功能MRI基質(zhì)的關(guān)聯(lián)
認(rèn)知功能障礙在老年人中非常普遍,是一個主要的社會健康問題,它不僅會對生活質(zhì)量產(chǎn)生消極影響,而且會增加患癡呆癥的風(fēng)險。因此,迫切需要找出有效的干預(yù)措施,以延緩記憶衰退,促進(jìn)認(rèn)知功能的維持。
先前有研究證據(jù)表明,對左背外側(cè)前額葉皮層(l-DLPFC)的經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)可以增強(qiáng)主觀認(rèn)知能力下降?(SCD)?被試的情景記憶,已知這些被試有患癡呆癥的風(fēng)險。值得注意的是,記憶形成過程是以高度動態(tài)的方式進(jìn)行的。從這個意義上說,在編碼后的一段有限的時間內(nèi),新記憶保持不穩(wěn)定,并通過鞏固過程穩(wěn)定下來。然而,鞏固的記憶可能會回到一種不穩(wěn)定的狀態(tài),在這種狀態(tài)下,它們可能會被重新激活(例如,通過提醒)。這將打開一個有時間限制的窗口,在所謂的再鞏固過程中,這些記憶可以被修改。在再鞏固過程中,主動記憶痕跡很容易被外部干預(yù)(如tDCS)修改,tDCS可能會穩(wěn)定(即加強(qiáng))新的記憶。這一過程可能是由于tDCS具有促進(jìn)神經(jīng)可塑性機(jī)制的潛力,使得其在這個時間有限的再鞏固窗口期至關(guān)重要。因此,這些干預(yù)的長期益處可能與tDCS后突觸連接的可塑性相關(guān)的持久修改有關(guān)。
本研究的第一個目標(biāo)是在SCD參與者中證實(shí),在背景提示后,左l-DLPFC上應(yīng)用tDCS是否可以改善情景記憶的再鞏固;第二個目標(biāo)是研究在記憶再鞏固實(shí)驗之前獲得的大腦結(jié)構(gòu)和功能完整性的核磁共振測量是否具有預(yù)測認(rèn)知效果的價值。
38名SCD參與者(年齡:60-65歲)被隨機(jī)分配到接受陽刺激(N = 19)或偽刺激(N = 19)tDCS組中(雙盲設(shè)計)。他們接受了15個單詞(第1天)的口頭學(xué)習(xí)任務(wù),24小時后(第2天),在提供上下文提示后,以1.5 mA的電流對l-DLPFC施加刺激15分鐘。在刺激后1天(第3天)和1個月后的隨訪(第30天)測量對單詞的延遲回憶和識別情況。在實(shí)驗進(jìn)行之前,獲得了參與者的大腦結(jié)構(gòu)和功能MRI信息。本研究確定了識別記憶中的組×?時間的交互作用,陽刺激tDCS組是能夠在第3天和第30天之間保持穩(wěn)定記憶性能的。MRI?結(jié)果顯示,在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中,tDCS誘導(dǎo)的記憶再鞏固效果更好的個體表現(xiàn)出更高的左顳葉厚度和更大的內(nèi)在FC激活。目前的研究結(jié)果證實(shí),tDCS?通過調(diào)節(jié)記憶再鞏固,能夠提高有自我認(rèn)知認(rèn)知障礙的人的表現(xiàn)。這表明,結(jié)構(gòu)和功能更完整的SCD參與者可能會從這些干預(yù)措施中受益,但同時也促進(jìn)有患癡呆癥風(fēng)險的人群的認(rèn)知功能的維持。
原文:Functional MRISubstrates in Subjective Cognitive Decline
doi: 10.3389/fnagi.2021.695232
7.????Scientific Reports(4.379):通過多重經(jīng)顱直流電刺激蒙太奇增強(qiáng)創(chuàng)造力任務(wù)中的概念流暢性
神經(jīng)影像和經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)研究表明,產(chǎn)生新想法與前額皮質(zhì)(PFC)和枕后皮質(zhì)等區(qū)域的活動的減少和增加有關(guān)。然而,由于不同的樣本量、不同的創(chuàng)造性和實(shí)驗室間tDCS應(yīng)用方法的多樣性,這些tDCS誘導(dǎo)效應(yīng)的穩(wěn)定性存在很大的差異。為了解決這些不足,研究者們在標(biāo)準(zhǔn)化的tDCS中使用了12種不同的蒙太奇來研究前額顳葉和枕葉皮層活動的改變?nèi)绾斡绊憚?chuàng)造性思維。
在四個實(shí)驗中,246名參與者在接受tDCS時對60張物體圖片產(chǎn)生了常規(guī)或非常規(guī)的思維。參與者還完成了一項短期記憶任務(wù)(控制任務(wù))。本研究通過在左或右腹外側(cè)前額葉(F7, F8區(qū))或枕葉(O1, O2區(qū))皮質(zhì)上放置兩個5cm × 5cm電極,在1.5 mA下持續(xù)20分鐘的陽極tDCS,同時跨極性對這些區(qū)域進(jìn)行雙側(cè)刺激或偽刺激。左腹側(cè)PFC(而不是右腹側(cè)PFC)的陰極刺激提高了創(chuàng)造性想法產(chǎn)生的流暢性,但對獨(dú)創(chuàng)性沒有影響,這可以用語義距離的測量來近似表示。對控制任務(wù)則沒有任何影響。同時雙側(cè)腹側(cè)PFC的刺激上(無論極性方向如何),以及枕葉皮質(zhì)的興奮性刺激都沒有改變?nèi)蝿?wù)表現(xiàn)。強(qiáng)調(diào)跨實(shí)驗方法一致性的重要性,這些結(jié)果擴(kuò)展了研究者過去的研究發(fā)現(xiàn),并有助于我們讀者更好的理解左PFC在創(chuàng)造性思維中的作用。
原文:Augmentingideational fuency in a creativity task across multiple transcranial directcurrent stimulation montages
https://doi.org/10.1038/s41598-021-85804-3
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的文献速递第3期:tDCS的近期研究的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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