今年1月，《IBRO神經(jīng)科學(xué)報告》發(fā)表了采用tDCS治療兒童孤獨癥（自閉癥）的最新研究。該研究由寧波康復(fù)醫(yī)院兒童康復(fù)科、北師大認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室聯(lián)合發(fā)表。

孤獨癥（自閉癥）譜系障礙（ASD）是一種復(fù)雜的異質(zhì)性神經(jīng)發(fā)育障礙，其特征是重復(fù)性行為模式和社會溝通障礙，這種疾病通常會持續(xù)終生，給家庭帶來重大挑戰(zhàn)。然而，自閉癥的病因至今仍不清楚，各種藥物和行為療法的效果只是一般，迫切需要安全且有效的治療方法來緩解自閉癥癥狀。鑒于孤獨癥（自閉癥）譜系障礙的遺傳異質(zhì)性，最近的研究和治療方法集中在解決由已知遺傳異常引起的共享神經(jīng)回路功能障礙。

以前的研究表明，興奮性和抑制性（E/I）失衡會損害感覺、記憶、社交、情感和其他形式的神經(jīng)認(rèn)知功能，具體取決于受影響的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由于這些癥狀在自閉癥譜系障礙中很常見，E/I失衡可能解釋這種神經(jīng)發(fā)育障礙的病理生理學(xué)。

神經(jīng)影像學(xué)證據(jù)表明，孤獨癥（自閉癥）譜系障礙（ASD）個體的左側(cè)背外側(cè)前額皮層（DLPFC）受損，這是認(rèn)知控制的關(guān)鍵中心。神經(jīng)影像學(xué)研究的元分析揭示了在需要注意力控制、反應(yīng)抑制和認(rèn)知靈活性的認(rèn)知任務(wù)中，ASD患者的左側(cè)DLPFC表現(xiàn)出過度激活，表明興奮/抑制動態(tài)失衡，對行為和認(rèn)知都有害。因此，旨在調(diào)節(jié)E/I平衡的治療方法被假設(shè)可以改善中斷的大腦動態(tài)，促進(jìn)高效和靈活的信息處理，從而減少ASD個體的癥狀。

經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)研究提供了一種新的工具，多項研究表明，tDCS能夠調(diào)節(jié)皮層的興奮性，并影響人類大腦中一系列感覺運動和認(rèn)知功能。事實上，陽極tDCS和陰極tDCS都可以通過調(diào)節(jié)谷氨酸能和GABA能信號來調(diào)節(jié)E/I平衡，盡管是通過不同的機制。以往在左側(cè)DLPFC上使用陽極tDCS的干預(yù)措施已經(jīng)顯示出在社交和語言能力方面的改善，以及在自閉癥兒童中增強工作記憶和抑制控制。然而，涉及左側(cè)DLPFC在自閉癥中的陰極tDCS的研究也顯示出了效果；一些研究指出，左側(cè)DLPFC的陰極tDCS增強了自閉癥成人的執(zhí)行功能并減少了易怒性。當(dāng)與認(rèn)知修復(fù)相結(jié)合時，左側(cè)DLPFC的陰極tDCS已被證明可以增強靈活的社交認(rèn)知和信息處理能力。研究也得出結(jié)論，通過陰極tDCS調(diào)節(jié)E/I平衡可以增強認(rèn)知功能，并實現(xiàn)自閉癥患者癥狀的減輕。

我國學(xué)者開展的這項隨機對照試驗，旨在研究左DLPFC上陽極和陰極tDCS對自閉癥兒童E/I平衡的影響。

該研究以寧波康復(fù)醫(yī)院24名自閉癥兒童為對象，并隨機分配到兩個組中。12名兒童（平均年齡5.3歲）接受了20次tDCS干預(yù)，陽極位于左側(cè)DLPFC，陰極位于右側(cè)眶上區(qū)。剩余的12名兒童（）接受了20次tDCS干預(yù)，陰極位于左側(cè)DLPFC，陽極位于右側(cè)眶上區(qū)。

在本次研究中，所有參與者的腦電數(shù)據(jù)分別在tDCS干預(yù)前后進(jìn)行了兩次記錄：一次在tDCS干預(yù)前，另一次在20次tDCS干預(yù)后。在數(shù)據(jù)采集過程中，孩子們保持放松，舒適地坐在安靜的房間內(nèi)，眼睛睜開。使用了一個八通道的腦電記錄系統(tǒng)，電極放置在F3、F4、T3、C3、C4、T4、O1和O2位置。所有電極的阻抗保持在20 kΩ以下，Cz作為參考電極，采樣率為1000 Hz。每個孩子的靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù)在每個階段大約記錄了5分鐘。在腦電采集之后，專業(yè)人員指導(dǎo)看護(hù)人完成ABC和SRS的填寫。

tDCS干預(yù)結(jié)束后，研究人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。先比較了在陽極tDCS和陰極tDCS干預(yù)前后，自閉癥兒童ABC量表和SRS量表評分的變化。如圖2-A所示，SRS量表的結(jié)果表明，在陽極tDCS干預(yù)后，總體評分有所下降。在兒童中，社交溝通和社交動機方面發(fā)現(xiàn)了顯著差異。ABC量表的結(jié)果顯示，在陽極tDCS干預(yù)后，總體評分有所下降。在四個方面觀察到了顯著差異：感官、社交關(guān)系，身體和物體使用，以及語言和溝通技巧。相比之下，接受陰極tDCS干預(yù)的自閉癥兒童組沒有發(fā)現(xiàn)顯著變化，并且整體得分趨勢不一致。

如上圖所示，接受陽極tDCS和陰極tDCS干預(yù)的兩組受試者的SRS和ABC量表評分變化。A為陽極tDCS干預(yù)前后SRS量表評分的變化；B為陽極tDCS干預(yù)前后ABC量表評分的變化；C為陰極tDCS干預(yù)前后SRS量表評分的變化；D為陰極tDCS干預(yù)前后ABC量表評分的變化。

如上圖所示，在陽極tDCS干預(yù)后，非周期指數(shù)和偏移量均增加，而在陰極tDCS干預(yù)后，非周期指數(shù)和偏移量均減少。

如上圖所示，與干預(yù)前水平相比，陽極tDCS干預(yù)后非周期指數(shù)顯著增加，而陰極tDCS干預(yù)后非周期指數(shù)顯著降低。非周期指數(shù)在組內(nèi)存在顯著差異，組間無顯著差異，但刺激類型和時間之間存在顯著交互作用。陽極tDCS干預(yù)后的非周期偏移量呈現(xiàn)上升趨勢，但干預(yù)前后無顯著差異（B、C）。相反，陰極tDCS干預(yù)后的非周期偏移量呈現(xiàn)下降趨勢，干預(yù)前后無顯著差異（E）。

如上圖所示，通過統(tǒng)計分析α波振蕩的功率和頻寬，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過陽極tDCS干預(yù)后，α波功率與干預(yù)前相比有所增加，并且觀察到顯著差異。經(jīng)過陰極tDCS干預(yù)后，α波功率與干預(yù)前相比有所減少，也顯示出顯著差異。經(jīng)過陽極tDCS干預(yù)后，α波振蕩的頻寬與干預(yù)前相比有所減少，并且觀察到顯著差異（p=0.01,Z=2.521）。經(jīng)過陰極tDCS干預(yù)后，α波振蕩的頻寬與干預(yù)前相比，顯著增加。

行為評估表明，經(jīng)過陽極tDCS干預(yù)后，自閉癥兒童在社交溝通、社交動機、感官行為、身體和物體使用以及其他自我相關(guān)行為方面表現(xiàn)出顯著的改善。相比之下，接受陰極刺激的兒童在行為方面沒有觀察到改善。此外，觀察到接受陽極tDCS干預(yù)的兒童在全腦范圍內(nèi)顯示出非周期性神經(jīng)活動（指數(shù)和偏移量）的顯著增加。相反，接受陰極tDCS的兒童顯示出相反的趨勢。此外，在陽極tDCS干預(yù)后，自閉癥譜系障礙兒童的α振蕩功率顯著增加，而陰極tDCS干預(yù)導(dǎo)致α振蕩功率降低。最后，相關(guān)研究表明，陽極tDCS干預(yù)與自閉癥譜系障礙兒童的非周期指數(shù)和行為能力（如社交溝通）之間的負(fù)相關(guān)顯著相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)總體上表明，在左側(cè)DLPFC上，陽極和陰極tDCS確實影響了自閉癥譜系障礙兒童的行為和E/I平衡。與陰極干預(yù)相比，陽極tDCS干預(yù)似乎具有更積極的影響。

先前的研究發(fā)現(xiàn)在靜息態(tài)腦電圖研究中，α神經(jīng)振蕩起到了至關(guān)重要的作用，α波功率被廣泛認(rèn)為是一種E/I平衡的標(biāo)志，其中較高的α波功率與較低的E/I比率相關(guān)。對α振蕩的研究通常將它們與注意力聯(lián)系起來，表明其潛在機制涉及在選擇性注意力期間的感覺抑制。關(guān)于選擇性注意力和工作記憶任務(wù)的研究表明，增加的α波功率增強了抑制干擾信息的能力。進(jìn)一步的研究將前額皮層中的α波段神經(jīng)活動與工作記憶期間的信息門控和功能抑制聯(lián)系起來。因此，在對非周期性活動進(jìn)行校正后，我們觀察到陽極tDCS干預(yù)有助于增加自閉癥兒童的α波功率。這一發(fā)現(xiàn)闡明了陽極tDCS干預(yù)的神經(jīng)機制，進(jìn)一步支持了tDCS作為一種潛在的治療方法，通過調(diào)節(jié)大腦興奮和抑制的平衡，能夠改善自閉癥患者的癥狀。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童的非周期神經(jīng)活動與行為表現(xiàn)之間存在相關(guān)性。具體來說，接受陽極tDCS干預(yù)的自閉癥兒童的非周期指數(shù)與社交溝通和自我能力等方面呈負(fù)相關(guān)，而在接受陰極tDCS干預(yù)的兒童中沒有觀察到這種相關(guān)性。這種研究表明，陽極tDCS可能對自閉癥兒童的社會能力、自我意識和物體使用技能有積極影響。

綜上所述，左側(cè)DLPFC的陽極和陰極tDCS對自閉癥兒童的行為和興奮-抑制平衡有不同的影響。陽極tDCS干預(yù)比陰極干預(yù)具有更積極的影響。

參考資料：

Differential effects of left DLPFC anodal and cathodal tDCS interventions on the brain in children with autism: A randomized controlled trial