認(rèn)知功能障礙(post-stroke cognitive impairment，PSCI)是腦卒中常見后遺癥，腦卒中后PSCI，會導(dǎo)致病人執(zhí)行能力、記憶力、注意力等認(rèn)知功能的下降，使病人不能有效地配合康復(fù)治療，影響整體康復(fù)效果。經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS) 是一種非侵入性、低強度，利用恒定微電流調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞活動的技術(shù)，通過促進(jìn)或抑制大腦皮質(zhì)的興奮性，達(dá)到相應(yīng)的治療目的。近年來，將tDCS用于PSCI的康復(fù)治療受到了越來越多的關(guān)注，有研究通過功能核磁證明發(fā)現(xiàn)，tDCS刺激病人相應(yīng)腦區(qū)會引起大腦功能區(qū)域的激活。本研究就tDCS在腦卒中后認(rèn)知康復(fù)領(lǐng)域的研究做一綜述。

1 PSCI概述

腦卒中后認(rèn)知功能障礙按照臨床表現(xiàn)分類，包括記憶力障礙、注意障礙、知覺障礙、失認(rèn)、失用和思維障礙等。高血壓、高脂血癥、糖尿病、吸煙等是腦卒中認(rèn)知障礙血管性影響因素。最新研究表明，先前存在的腦萎縮是可以在急性腦卒中病人鑒定的最一致的認(rèn)知功能障礙預(yù)測因子[1]。PSCI傳統(tǒng)治療方法有單純認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練、藥物治療、作業(yè)治療等，但存在恢復(fù)慢、療效不理想等問題，常難以在短期內(nèi)達(dá)到滿意的治療效果。tDCS的出現(xiàn)為PSCI的康復(fù)帶來了新的轉(zhuǎn)機[2]。

2 tDCS概述及基本原理

tDCS作為大腦恢復(fù)的加速器來實現(xiàn)各項功能的康復(fù)，由一個恒定電流刺激器、兩個電極片和輸出裝置組成，通過放置在頭皮的電極片，以微弱的直流電作用于大腦皮質(zhì)，產(chǎn)生去極化或超極化現(xiàn)象，從而改變大腦皮質(zhì)的興奮性[3]。一般認(rèn)為，陽極刺激使皮質(zhì)的興奮性提高，而陰極刺激降低皮質(zhì)的興奮性[4]。tDCS的效果取決于以下因素：電極片大小、極性、位置，應(yīng)用電流的強度、刺激的時間、部位以及刺激組織的性質(zhì)[5]。

3 tDCS治療認(rèn)知功能障礙的機制

tDCS可通過改變刺激極性、強度和持續(xù)時間改變運動皮質(zhì)興奮性。目前公認(rèn)的應(yīng)用于人的刺激電流應(yīng)小于2 mA，一般多采用1 mA甚至更小。此外，運用于對照試驗的tDCS刺激方式包括陽極刺激、陰極刺激和假刺激。近年來，許多功能影像學(xué)研究對tDCS的作用進(jìn)行了腦功能評價，現(xiàn)就以下3方面的可能機制闡述如下。

3.1 tDCS對腦血流的影響 Merzagora等[6]研究顯示，在陽極tDCS 電極片下，能夠?qū)е螺^長時間的腦血管擴張。Nelson等[7]研究結(jié)果表明，相對于假刺激組，采用tDCS的治療組反應(yīng)時更短，腦血流速度更快，腦血液的血氧飽和度更高。多項研究報道陽極tDCS可增加作用的前額葉背外側(cè)皮質(zhì)(dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC)區(qū)域下的腦血流(regional cerebral blood flow，rCBF)灌注[8]。通過以上研究可認(rèn)為tDCS通過極性的特殊方式調(diào)節(jié)腦血流量，陽極電刺激可以擴張血管，增加血流速度，改善微循環(huán)，減輕免疫反應(yīng)和炎性反應(yīng)，從而減少腦梗死區(qū)神經(jīng)元的再灌注損傷，促進(jìn)腦卒中病人功能的恢復(fù)。

3.2 tDCS對神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)元的影響 tDCS不同的刺激極性引起膜靜息電位超極化或去極化的改變[9]，去極化改善了N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受體功效并增加了突觸后鈣水平[10]，增加的膜興奮性還導(dǎo)致負(fù)責(zé)產(chǎn)生γ-氨基丁酸(GABA)的酶水平降低，從而降低GABA能突觸活性[11]。為進(jìn)一步探討tDCS對GABA的作用，Antonenko 等[12]使用系統(tǒng)的多模態(tài)成像方法來研究tDCS在老年人中的神經(jīng)生理學(xué)效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)tDCS刺激誘導(dǎo)對GABA水平的影響，可增強大腦的局部可塑性和功能連通性，表明調(diào)節(jié)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接的效率。此外，有研究顯示應(yīng)用tDCS能影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的非神經(jīng)元成分，通過改變神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的小分子或離子水平(如環(huán)腺苷酸和鈣離子)來改變突觸的傳遞功能[13]，從而改善病人學(xué)習(xí)及認(rèn)知功能。Pellicciari等[14]研究表明，tDCS不僅可影響單個神經(jīng)元活動，也能調(diào)節(jié)多個神經(jīng)元和神經(jīng)元群間的整體活動。這些都與病人認(rèn)知功能的改善密不可分。tDCS可通過調(diào)節(jié)大腦神經(jīng)元模式、神經(jīng)遞質(zhì)產(chǎn)生、代謝物濃度從而促進(jìn)大腦活動，產(chǎn)生相應(yīng)的作用，具有非常大的神經(jīng)康復(fù)潛力。

3.3 tDCS對大腦功能連接作用的核磁認(rèn)識 功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)被廣泛用于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，已發(fā)現(xiàn)運動皮質(zhì)fMRI信號與相關(guān)的腦區(qū)域相關(guān)，表明這些區(qū)域存在功能連接[15]。Tao 等[16]通過一項隨機、對照實驗研究PSCI病人，通過認(rèn)知康復(fù)治療后的fMRI分析發(fā)現(xiàn)大腦區(qū)域靜息狀態(tài)下功能連接增加，這可能與認(rèn)知功能的改善有關(guān)。由此可通過fMRI探索tDCS作用于PSCI病人后大腦的結(jié)構(gòu)及連接性變化，有助于闡明卒中后認(rèn)知功能恢復(fù)的機制。所以，Stagg 等[17]通過fMRI研究tDCS對腦功能區(qū)的作用，觀察到研究區(qū)域大腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的增強耦合，產(chǎn)生了廣泛的連通性變化。另外Weber 等[18]通過隨機對照實驗發(fā)現(xiàn)，接受tDCS的受試者在休息和執(zhí)行氣球模擬風(fēng)險任務(wù)時，通過fMRI顯示眶額皮質(zhì)和右側(cè)尾狀核的靜息血液灌注減少，右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層和前扣帶皮層的任務(wù)相關(guān)活動增加。說明tDCS不僅能改變刺激部位大腦區(qū)域活動及連接性，而且可以改變與任務(wù)相關(guān)區(qū)域的活動及連接性。

tDCS可能通過改變大腦認(rèn)知相關(guān)區(qū)域的功能連接性或關(guān)聯(lián)區(qū)域腦白質(zhì)的纖維連接性或?qū)Υ碳^(qū)域的循環(huán)血流量、神經(jīng)遞質(zhì)水平的影響或改變而產(chǎn)生相應(yīng)的興奮或者抑制作用，從而改善PSCI病人的認(rèn)知功能。

4 tDCS對卒中后認(rèn)知障礙治療的研究

4.1 tDCS對執(zhí)行功能及注意力的研究 注意力是指個體能夠忽略其他內(nèi)容或外部環(huán)境而集中于某項事物的能力。執(zhí)行功能是一種高級認(rèn)知加工過程，為實現(xiàn)一項特殊目標(biāo)而將不同的認(rèn)知加工過程靈活地整合、協(xié)同操作的功能[19]。近年來，tDCS對卒中后執(zhí)行功能及注意力障礙的作用研究越來越多。Kang等[20]通過隨機交叉對照實驗通過用Go/No-Go測試發(fā)現(xiàn)在接受tDCS后病人注意力及執(zhí)行功能顯著改善。Au-Yeung等[21]通過一項隨機交叉、對照、雙盲實驗研究10例卒中病人，均對損傷半球的主要運動區(qū)域行陽極tDCS，對側(cè)半球行陰極tDCS和假tDCS作用，每次20 min，清洗期為5 d，結(jié)果表明陰極tDCS可以促進(jìn)卒中病人的注意力。tDCS能夠改善認(rèn)知障礙病人的注意力和執(zhí)行功能，通常這些改善是通過量表或執(zhí)行計算機認(rèn)知測試來體現(xiàn)的，近年來結(jié)合功能核磁研究也為其療效提供了進(jìn)一步的客觀依據(jù)。

4.2 tDCS對卒中后視覺空間忽略的研究 卒中后視覺空間忽略被認(rèn)為是較嚴(yán)重的空間認(rèn)知障礙之一， 表現(xiàn)為病人無法注意來自患側(cè)的聽覺、視覺的刺激。Yi 等[22]通過一項隨機對照試驗，研究22例卒中后視覺空間忽略的病人，隨機分為3組，分別接受右側(cè)后頂葉皮質(zhì)(posterior parietal cortex，PPC)上的陽極tDCS，左側(cè)PPC的陰極tDCS及假tDCS。在治療前和完成治療后1周評估結(jié)果測量。通過線對分測試，星星消除測試、改良的Barthel指數(shù)評估，結(jié)果表明，陽極tDCS作用于右側(cè)PPC或陰極tDCS作用于左側(cè)PPC上均改善了卒中后忽略癥狀。同樣，Brem等[23]通過雙盲、單例交叉設(shè)計實驗，得出普通忽略療法結(jié)合雙側(cè)PPC 的tDCS改善明顯高于單獨標(biāo)準(zhǔn)忽略治療或假刺激治療。以上研究表明，tDCS對卒中后視覺空間忽略的改善療效顯著，在后續(xù)研究中應(yīng)加強結(jié)合功能核磁可能會進(jìn)一步闡明其作用機制。

4.3 tDCS對卒中后工作記憶的研究 記憶是指大腦將獲取的信息進(jìn)行編碼、儲存和提取的過程，根據(jù)提取信息的時間長短不同，記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶，3種記憶相互關(guān)聯(lián)。tDCS 對工作記憶的治療是近年來康復(fù)的研究熱點之一。Andrews 等[24]發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行認(rèn)知任務(wù)期間應(yīng)用的tDCS作用于受試者的左側(cè)DLPFC會改善他們的工作記憶。Andrér等[25]進(jìn)行的一項系統(tǒng)回顧及Mata分析認(rèn)為使用tDCS等可增加DLPFC活動，并因此改善工作記憶，為研究tDCS作用于腦卒中病人相應(yīng)區(qū)域的認(rèn)知改善提供了證據(jù)支持。此外，Kazuta 等[26]通過一項交叉隨機對照研究表明，左側(cè)顳頂區(qū)的陽極tDCS改善了卒中后病人音頻記憶。Suellen等[27]通過研究分析，發(fā)現(xiàn)長期的tDCS作用對于結(jié)構(gòu)性腦損傷后可塑性的可能適應(yīng)性變化，研究表明tDCS對卒中后學(xué)習(xí)及工作記憶障礙的改善均有顯著成效。

5 局限性與展望

近年來，將tDCS用于卒中后認(rèn)知功能障礙的康復(fù)研究受到了越來越多的國內(nèi)外專業(yè)人士的重視，具有良好的應(yīng)用前景，但仍有以下問題需要進(jìn)一步研究：①tDCS的作用機制還不明確，雖然研究人員已經(jīng)從神經(jīng)遞質(zhì)、腦血流量、腦組織纖維連接變化等多個層面對tDCS的生理機制進(jìn)行了研究，但是各生理機制相互作用有待進(jìn)一步明確；②tDCS對執(zhí)行功能、注意力、工作記憶等在內(nèi)的多種認(rèn)知能力的目標(biāo)腦區(qū)尚在探索階段，缺乏精準(zhǔn)的定位；③tDCS對PSCI的療效評估多采用各種神經(jīng)心理學(xué)量表，少有結(jié)合功能核磁進(jìn)行客觀療效評價的研究，而先前的研究也缺乏系統(tǒng)的大樣本臨床探究，可作為今后的研究方向之一。