经颅直流电刺激（tDCS）用于记忆增强

本视频旨在演示用于增强记忆的经颅直流电刺激方案。该方案已在健康受试者研究中得到充分评估，同样适用于衰老与痴呆研究。记忆在日常生活中起着至关重要的作用，它使我们能够记住有关人物和地点的信息，回忆过去的事件，学习新的知识和技能，以及做出判断和决策。

本文重点关注工作记忆和联想记忆。工作记忆是指暂时维持和存储信息以支持正在进行的认知加工（如解决问题或推理）的能力。而联想记忆则使我们能够记住多个相互关联的经验或信息。

这两种记忆类型几乎支撑着我们日常的所有活动。然而，记忆能力是最容易受损的功能之一，会随着正常衰老以及多种病理状态和状况而下降。因此，人们越来越需要开发新的方法来预防和治疗记忆衰退。

经颅直流电刺激（tDCS）是一种非侵入性脑刺激技术，利用微弱的电流调节脑活动。tDCS 的效应具有极性依赖性，即阳极刺激可增加神经元兴奋性，而阴极刺激则降低神经元兴奋性。

因此，阳极tDCS有望促进依赖于靶向脑区的认知功能。tDCS具有安全性高、耐受性好、成本效益高且易于使用等优点。使用tDCS的主要挑战在于确定能够产生可靠效应的最佳电极布局和刺激方案。

为了调节记忆，我们需要影响皮层-海马网络内的活动。因此，阳极通常放置在背外侧前额叶皮层或后顶叶皮层，这两个区域是该网络中最显著的皮层节点。最常见的刺激方案是使用1至2毫安之间的恒定模拟电流，持续10至30分钟。

该实验方案背后的假设机制是，带正电荷的电极将提高其下方皮层组织的兴奋性，从而增强后续的记忆表现。与恒定阳极经颅直流电刺激（anodal tDCS）不同，在恒定刺激期间电流强度保持不变，而振荡性经颅直流电刺激（oscillatory tDCS）方案的电流强度会在设定值周围以特定频率波动。因此，这种类型的刺激方案不仅调节皮层兴奋性，还能使相关脑区的神经振荡产生同步化。

在规划经颅直流电刺激（tDCS）对记忆影响的研究时，研究人员需要仔细考虑在组内或组间设计中如何实施假刺激对照，并确定足够的样本量以达到理想的统计检验力。此外，开发或选择适当的结局指标也至关重要，即所采用的记忆任务应具有针对性、敏感性、可靠性和一定的挑战性。每次tDCS实验会话前，应准备好以下材料。

此外，建议准备一份协议表，该表为填写式表格，包含有关实验环节的基本信息，以及一个预先计算好头部测量数据的表格，以协助电极放置。在tDCS实验开始前，需确认受试者是否符合研究伦理审批中规定的纳入标准。要求受试者签署知情同意书。

利用此机会向参与者解释他们将接受的操作流程的基本要点，并回答他们可能提出的任何问题。让参与者舒适地坐在椅子上，并要求其填写经颅直流电刺激前的感觉检查清单。在本次实验中，我们将刺激右侧后顶叶皮层。

首先测量鼻根点与枕外隆突之间沿头部顶部的距离，用皮肤标记笔画一条细线标记其中点位置。然后测量两侧耳郭之间沿头部顶部的距离，并用一条细线标记其中点位置。

通过两条中线的交点可找到头顶（Cz）位置。再次测量鼻根至枕外隆突的距离，并将其记为测量值A。将两耳之间的距离记为测量值B。将各项测量值记录在每位参与者的实验记录表中。这些数值可用于后续实验环节测量时的核对参考。

从Cz点向后移动距离A的20%，到达Pz点并标记该位置。从Cz点向右移动距离B的20%至C4点，并标记该位置。从C4点开始，与鼻根-枕外隆突连线平行向后移动。

然后从Pz点向右移动，到达P4区域。P4位于Pz点右侧20%处，且位于C4点后方20%处。为提高导电性，需将受试者刺激部位的头发移开。对于长发受试者，可使用梳子和发带固定头发。检查刺激部位是否存在任何皮肤损伤的迹象。

避免将电极放置在受损皮肤上。使用浸有酒精的棉片清洁皮肤表面，并使其干燥。清洁放置回路电极的面颊部位。

将硅胶帽戴在受试者头部，并用下巴带固定。使用硅胶带调整帽子以适应受试者的头型和大小，但不要系得过紧，此步骤稍后会再次调整。

用生理盐水浸湿海绵袋。海绵应保持湿润但不滴水。通常每块海绵使用10至15毫升生理盐水即可。

将电极放入海绵袋内。将回路电极置于对侧脸颊，并调整帽具。放置阳极时，将海绵电极置于硅胶带下方，并确保电极中心位于标记的头部位置。

帽具应佩戴紧密，确保电极不会移动，同时让受试者感到舒适。开始刺激前，打开设备，选择并运行预设的经颅直流电刺激（tDCS）方案。为避免可能干扰刺激效果的无结构活动，建议在tDCS期间进行轻度的认知任务。

例如，受试者可在刺激过程中进行认知任务的练习试验或参与简单的记忆游戏。在刺激过程中，应多次询问受试者自身感受。刺激方案结束后，关闭刺激器，先取下海绵电极，再取下硅胶帽。

要求参与者填写tDCS后感觉检查清单，并报告任何未列出的不良反应。清洁标记部位的皮肤，并检查皮肤是否有任何变化。为了在参与者之间标准化记忆评估，建议使用计算机化任务。

若进行被试内实验，应使用严格平行的任务形式。为评估设盲效果，需询问参与者尝试猜测其接受真实刺激和假刺激的实验环节。根据伦理准则，在参与者完成实验后，应向其详细说明实验情况。

用流动的水和肥皂清洗海绵，确保完全去除生理盐水。使用温水和酒精清洁所有可重复使用的材料，包括梳子、硅胶帽和卷尺。在工作记忆方面，我们的研究结果表明，20 分钟的右侧额叶经颅直流电刺激（tDCS）可增强言语记忆，而将相同的刺激方案施加于左侧前额叶皮层则能改善空间任务表现。

顶叶tDCS对联想记忆的影响具有一致性和稳健性。具体而言，在一系列被试内实验中发现，对左侧顶叶皮层施加20分钟的tDCS可改善面孔与词语关联的记忆。综上所述，可以认为，采用所述阳极tDCS方案（无论是标准形式，还是更先进的振荡调制tDCS形式）能够可靠地增强记忆功能。

它可用于研究记忆功能背后神经网络的功能神经生物学，也可应用于临床研究。