1990年，美国精神病学家马克·S·乔治走进伦敦一家医院的电梯时，他并不知道这短暂的旅程将改变他的研究生涯。一位同乘电梯的乘客莫名其妙地咯咯地笑了起来。当乔治询问笑声的原因时，那人回答说，一位医生将一个磁线圈抵在他的头上，这使得他的拇指不受控制地抽搐。
尽管这个故事听起来有点像江湖骗术，但乔治还是很好奇。他联系了那位医生，医生说他刺激了那人的运动皮层（位于头部顶部），希望看看是否会引发任何肌肉的信号。这位医生了解到，英国谢菲尔德大学的研究员安东尼·T·巴克在20世纪80年代中期所做的事情：巴克将4000安培的电流通过铜线圈，产生一个强大的、紧密的磁场，然后将他自制的装置抵在自己的头上。他的拇指突然不由自主地抽动了一下。磁场显然足够强大，可以通过颅骨将刺激传递到大脑——经颅地。
乔治问医生是否曾尝试过在前额皮层区域使用该设备。医生回答说没有，并想知道为什么有人会想这样做。当乔治回到他在南卡罗来纳医科大学的实验室时，他开始亲自回答这个问题。他预感到，如果这项技术有效，或许可以帮助那些患有严重抑郁症，且传统抗抑郁药物治疗失败的患者。乔治将强大的磁场聚焦于左前额叶皮层——临床抑郁症患者大脑中活动不足的区域——并发现他的两名患者的情绪有所改善，至少持续了几天。
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从那时起，人们对经颅磁刺激（TMS）的兴趣日益浓厚。医生们已经报告了在抑制癫痫发作，甚至减轻帕金森病臭名昭著的震颤方面的成功。今天，一些研究人员也希望唤醒普通人隐藏的创造力并提高意识。然而，其他人对此持怀疑态度，因为受控试验很少，甚至乔治也警告不要将这项年轻的技术吹捧为灵丹妙药。
他说，这种方法究竟对大脑有什么作用仍不清楚，任何有能力治愈的东西肯定也会造成伤害。同样值得注意的是，尽管美国食品和药物管理局已批准TMS设备用于诊断应用，但尚未批准其用于任何类型的治疗用途。
优于休克疗法
TMS的基本原理很简单。将一个线圈靠近头部放置。流经线圈的交流电会感应出一个强度高达2.5特斯拉的磁场（1特斯拉是地球磁场强度的20,000倍）。磁场无害地穿过颅骨，影响大脑神经元之间传递的电信号。
医生们将线圈靠近他们感兴趣刺激的大脑区域。一种称为重复经颅磁刺激（rTMS）的变体是每分钟开关电流1到100次，从而产生一系列磁脉冲。这种方法通常用于抑郁症患者的实验。值得注意的是，rTMS可以引起两种相反的反应：低频率会阻断神经活动，而高频率会刺激神经活动。正是这种刺激似乎揭开了抑郁症的面纱，可能是通过促进重要神经递质（如血清素）的释放，血清素可以将神经元活动提高到正常水平。
磁棒比其他治疗方法具有几个优势。它是非侵入性和无痛的。受试者报告说，除了他们描述为头皮上的轻微拉扯感外，没有其他不适。轻微的头痛是常见的副作用，但似乎很容易通过典型的非处方药缓解。然而，该装置会发出很大的噪音，这可能会令人烦恼。少数患者曾出现癫痫发作。然而，总的来说，这似乎比主要用于对抗抑郁药物无反应的重度抑郁症患者的技术——电惊厥疗法（更广为人知的名称是休克疗法）的副作用更易接受。在这种方法中，患者接受全身麻醉以及肌肉松弛剂。通过患者头部的电极传递强烈的电脉冲，引发大脑抽搐。这种不受控制的神经元放电风暴可以在短时间内缓解大约80%病例的抑郁症，这令人鼓舞，但受试者也经常出现心悸以及随后的意识模糊和记忆力衰退。
TMS的积极作用令人感兴趣。1999年，以色列海法兰巴姆医疗中心的心理学家埃胡德·克莱因领导了迄今为止规模最大的研究。克莱因让70名患有重度抑郁症的患者在两周内每天接受10次重复TMS治疗。一半接受了真正的TMS，一半接受了假TMS——磁铁以使磁场无效的角度放置。在用于评估症状的汉密尔顿抑郁量表上，正确暴露于TMS的参与者的情绪有所改善。但是，坐在无效线圈下的受试者没有发现任何变化。
然而，TMS仍处于扩展实验阶段。仅发表了少数涉及少量测试对象的试验；几乎没有后续行动。人员类型、大脑位置、线圈配置、磁场强度和频率差异很大，实际上不可能比较研究结果。乔治说，积极影响（如果存在）可能是所有变量组合的结果，“我怀疑我们是否已经找到了最有效的安排。”一项关于抑郁症试验的荟萃研究也得出结论，没有强有力的证据表明有益处。
另一个缺陷是，治疗效果似乎只能持续几天到几周。例如，德国波恩大学的精神病学家托马斯·施莱普弗能够减轻他的一位女患者的强迫行为。多年来，这位妇女发现自己在穿过门口之前必须执行一系列复杂的仪式，但在接受TMS治疗后，她立即能够毫不犹豫地从一个房间走到另一个房间。不幸的是，一周后她又恢复了旧的行为。
尽管如此，即使是这段持续时间也表明，对神经元的影响不会在线圈移除后立即消失。该程序不仅仅是在神经元之间进行干预；它还在某种程度上暂时改变了神经元网络。奥地利因斯布鲁克医科大学的神经心理学家阿曼德·豪斯曼的分子研究表明，TMS刺激了已知有助于细胞生长的神经元因子。
细节决定成败
如果TMS可以促进神经元生长，那么它可能潜在地帮助患有阿尔茨海默病等退行性脑疾病的人，尽管这只是推测。加强神经网络意味着TMS也可能促进认知和创造力。这些可能性需要一些信念的飞跃，但从TMS迄今为止的历史中可以窥见一小步。该技术已被最广泛地用作诊断工具，以刺激皮层的特定区域，帮助神经科医生评估其功能。
当波士顿贝斯以色列女执事医疗中心的脑研究员阿尔瓦罗·帕斯库尔-莱昂成功地将线圈对准参与者的语言中心时，他们突然说不出一个字。TMS实际上让他们哑口无言。德国雷根斯堡大学的彼得·艾希哈默至少为遭受耳鸣——一种持续甚至令人发狂的大脑嗡嗡声或嗡鸣声——的人们提供了一些缓解。经过五个半小时的治疗周期后，一些参与者报告说背景噪音显着减少，对于少数人来说，这种效果持续了长达六个月。
其他工作更边缘化。乔治与美国国防部达成协议，试图利用磁刺激来保持战斗机飞行员的警觉和专注。梦想是拥有一顶TMS头盔，可以将精疲力尽的士兵重新投入战斗。安大略省劳伦森大学的迈克尔·A·珀辛格将磁线圈连接到摩托车头盔内部，他说这使得实验对象相信他们感觉到了超自然存在；有些人报告说遇到了守护天使；还有一些人表示他们遇到了撒旦。因此，珀辛格怀疑精神体验只不过是我们大脑的产物。
你的内在学者
更具体但同样难以捉摸的是，TMS可以提高创造力的概念。澳大利亚堪培拉和悉尼心灵中心主任艾伦·斯奈德预见到一种思考帽，它将帮助心理健康的个体达到难以想象的意识高度。他希望用一种磁性大脑兴奋剂唤醒我们所有人沉睡的天赋。
斯奈德的灵感来自学者症候群患者——自闭症和其他严重残疾的个体，但他们在某些认知领域却表现出非凡的技能。有些人是天赋异禀的音乐家、数学天才或杰出的艺术家。在大多数学者症候群患者中，大脑的左半球（被认为是行为的主要调节器）长期处于活动不足状态。斯奈德认为，大脑的右半球通过增加活动来补偿，将潜在的才能发挥出来。他认为，暂时用磁场关闭左半球可以释放右半球中积蓄的创造力。斯奈德说：“我一直想知道，如果我们突然能够毫无保留地看待世界会发生什么。”他报告说，他暂时减缓了测试对象左半球的活动，他们的思维变得不那么以理性为导向，不那么固步自封。
大众媒体抓住了斯奈德的工作，并使其看起来好像如此精确地靶向我们的大脑已经成为现实。但是，科学家们对任何可能被称为提高创造力的技能的发现都抱有一些有充分根据的异议。然而，关于异想天开的应用的猜测比比皆是。例如，学生可以在考试前阻断负责焦虑的大脑区域，从而提高他们的表现。从理论上讲，一个人的思想的任何部分都不会受到磁力的屏蔽。如果这是真的，TMS能否使人们始终说真话、投票给特定的政党，甚至杀人？尽管这种对TMS的潜在滥用可能只是遥远的未来的一种威胁，但这项技术呼吁今天进行伦理讨论。