經顱直流電刺激（tDCS）結合認知訓練（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
經顱直流電刺激（tDCS）結合認知訓練（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習了認知訓練聯合tDCS技術對感知、注意力和決策能力的影響，**我們將繼續與大家分享認知訓練聯合tDCS技術對工作記憶、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，是在短時間內保存和處理信息的能力，是復雜認知功能的主要組成部分。研究發現，工作記憶主要激活腦區是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習、理解、推理等高級認知活動的核心。
關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練和左側DLPFC的tDCS刺激（2mA/30min、0.016mA/30min）或者假刺激（0.016mA，60min）。結果發現，認知訓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名健康大學生隨機分成三組進行7天的視覺空間記憶n-back訓練，同時接受刺激，并且隨訪時被試（41名）進行n-back任務和Backward Block-tapping任務。結果發現真刺激時，n-back任務的平均水平顯著提高，并發現一個間隔效應，即在真刺激時有兩天間隔的組比連續組n-back水平更高。在隨訪時，發現真刺激組與假刺激組之間有顯著差異。這些結果表明，tDCS刺激可以提高健康年輕人工作記憶訓練的績效，而且可以提高訓練中學習的速度。
研究者在研究認知訓練和刺激結合技術可以增強工作記憶的同時，也更加關注其遷移作用。Ruf等在2017年對71名成年健康人進行左側和右側DLPFC的陽極tDCS刺激，以及空間和語言工作記憶的訓練。結果發現，tDCS刺激可以增強訓練的效果，并且影響可以轉移到未經訓練的任務上，而且tDCS刺激增強學習的效果可以持續9個月。作者指出，tDCS刺激的效果取決于訓練前的基線水平，工作記憶能力相對較低的參與者獲益更多，而工作記憶表現較高的參與者從刺激中獲益較少。
上述研究結果的差異，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練和刺激組合方式的不同等造成的。因此，今后的研究應該探索更加精確的模式和實驗參數的設置，有助于未來更好地應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，認知訓練和tDCS刺激組合技術不僅有工作記憶、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。
對于學習能力的研究，Ownby等通過游戲訓練和陽極tDCS刺激（1.5mA，20min）DLPFC的研究發現，HIV患者的認知功能中學習、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，對顳頂區域進行左側陽極或者右側陰極的tDCS刺激，同時進行閱讀訓練。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，結果發現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練和tDCS刺激的實驗，三組實驗設計都表現出抑制程度的改善，但只有認知訓練和tDCS刺激組合組表現出持久的抗抑郁反應。
Gonzalez等對5名輕度認知障礙老年患者進行刺激左側DLPFC的研究，實驗中患者接受單獨認知訓練、假tDCS刺激和認知訓練組合以及tDCS刺激和認知訓練組合。結果發現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。結果顯示，tDCS刺激結合認知訓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DLPFC的tDCS刺激(1mA，30min)，并同時進行認知訓練。在訓練前后以及結束兩個月后，進行數學成績和工作記憶能力（語言和視覺空間）的測試。結果發現，進行真刺激的被試在游戲中的表現明顯優于假刺激組，并產生了工作記憶的遷移效應。此外，發現基線水平數學能力較低的人群中，訓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個月后訓練的影響仍然存在，這表明該方法可以長期提高人類的學習和認知。
總結和展望
認知訓練和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、抑郁、阿爾茲海默病等）認知障礙的康復中，并能取得很好的效果。
但是到目前為止，認知訓練和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標準等目前仍不明確；同一刺激位置和同一訓練范式的結果也有很大差異，可能與人類的基線水平等相關因素有關，仍需要進行系統的研究。
綜上所述，認知訓練和刺激組合方法還有很多環節值得研究，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雜任務能力提升的研究，有望應用于航天、軍事等領域。對于認知障礙患者的研究則應擴大樣本量，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。
