tDCS技术对青少年、老年人认知能力的积极影响

医疗器械 来源:医谷网
2022
08/08
11:42
医谷网 医疗器械

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。

【专家点评】

中国航天员科研训练中心(焦学军教授等)研究指出: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。

经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)、经颅磁刺激(transcranial magneticstimulation,TMS)以及认知训练,是目前研究中应用较广泛的认知增强手段。但TMS刺激有诱发癫痫的风险,而且操作设备便携性较差。相较而言tDCS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+tDCS对感知能力的提升】

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。

对于视觉感知来说,研究发现组合(认知训练+tDCS)技术可以明显改善患者或健康人的视觉能力,特别是改善视觉空间忽视的症状;对于听觉感知来说,可以增强未经训练的多任务和视觉搜索任务的绩效;对于空间感知来说,训练后定向力、知觉、视运动等认知能力显着提高。

【认知训练+tDCS对注意力的影响】

注意力(attention)是一种较为复杂的认知功能,是指心理活动指向和集中于某种事物的能力,它包含警觉网络(alerting network)、导向网络(orienting network)、执行控制网络(executive network)等多种成分。注意力与感知、记忆等认知能力有密切关系。

研究发现,经过tDCS干预后,受试者的静息态脑血流明显增加,这表明tDCS通过调节认知和神经的可塑性,达到提高记忆力等高阶认知能力。

【认知训练+tDCS对工作记忆的影响】

工作记忆在我们的日常生活中起着非常重要的作用,被认为是人类进行学习、理解、推理等高级认知活动的核心。

工作记忆主要激活脑区是DLPFC以及顶叶。一项对32名飞行员的研究发现,在训练后立即进行DLPFC的阴极tDCS刺激,对飞行员的程序学习产生了有益的影响。

2017年的一项研究,对71名成年健康人进行左侧和右侧DLPFC的阳极tDCS刺激,结果发现,tDCS刺激可以增强训练的效果,且增强学习的效果可以持续9个月以上。

【认知训练+tDCS对决策能力的影响】

在日常生活中,我们需要从两种或多种条件下选择其一,这就涉及到决策能力。它是一种高级的认知能力,与其他的认知能力紧密相关,包括处理速度、抑制能力、控制能力、决策等。

在一项对22名健康成年人的测试中,12名参与者进行传统认知训练,10名参与者同时给予tDCS技术干预(干预方案为右侧额下回,1.5 mA,15min)。结果发现,tDCS干预结合认知训练,有效地改善抑制反应能力,效果明显优于单独的多次训练。

【认知训练+tDCS对学习能力的影响】

2018年,在一项tDCS干预与阅读训练的组合,对儿童长期影响的研究中,26名儿童和青少年接受了6周的训练,训练方案为对颞-顶区域进行左侧阳极或者右侧阴极的tDCS干预,同时进行阅读训练。

通过真刺激组、假刺激组对比,训练前、训练后、训练后一个月、训练后六个月的对比分析,结果发tDCS干预对阅读能力有长期的改善。

另一项对30名受试者的测试中,(干预方案为双侧DLPFC,1mA,30min,同时进行认知训练)在训练前、训练后、训练结束两个月后,进行数学能力和工作记忆能力测试,发现数学能力(计算速度、准确率、应用理解等)和工作记忆成绩均有显着提升,且数学能力较低的受试者,改善效果更明显。

【研究结论】

tDCS结合认知训练,可以提升健康人的感知能力、注意力、工作记忆、决策能力以及学习能力。

【参考文献】

郭娅美,李启杰,姜劲,等.基于认知训练和经颅直流电刺激组合的认知增强技术综述[J].生物医学工程学杂志,2020,37(5):7.

来源:医谷网

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