用电流刺激大脑能提高表现吗?

神经刺激的证据显然是好坏参半

brain electrodes

这些方法越来越被吹捧为可以“超频”大脑以增强认知能力、改善情绪、使我们更强壮,甚至改变我们的道德倾向的方法。

Fabrice Coffini/GettyImages

这是一张九点问题的图片。任务看起来很简单:用四条直线连接所有九个点,但是,要做到这一点,笔不能离开纸面,也不能重描任何线条。如果您还不知道答案,请尝试一下——尽管您在几分钟内想出答案的机会徘徊在 0% 左右。事实上,即使我给你一个像“跳出框框思考”这样的提示,您也很难破解这个具有欺骗性(而且令人恼火!)的简单谜题。

九点问题:用四条线连接这些点,笔不能离开纸面

然而,如果我们用微弱的电流通过您的大脑(特别是您的前颞叶,它位于您的耳朵顶部和太阳穴之间的某个位置),您解决它的机会可能会大大增加。至少,这是一项研究的发现,该研究表明,最初无法解决这个问题的人中有 40% 在经颅直流电刺激 (tDCS) 10 分钟后成功破解了它——这是一种通过头皮上的电极向大脑传递无痛的微弱电流的技术。


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如何解释这一点?

这是 tDCS 和类似的神经刺激技术所谓威力的一个例子。 这些方法越来越被吹捧为可以“超频”大脑以增强认知能力、改善情绪、使我们更强壮,甚至改变我们的道德倾向的方法。 这些说法并非完全没有根据:有证据表明,一些人在接受一次 tDCS 后,在头脑中保持和处理信息的能力略有提高。 它也似乎降低了一些人形成虚假记忆的可能性,并且似乎对一些人处理数字的能力有持久的改善。 它甚至可以似乎提高创造力,增强某些人在词语之间建立抽象联系以提出创造性类比的能力。 但它更进一步,一些证据表明它可以帮助人们控制自己的冲动,并改善他们的情绪。 除了这些心理影响之外,对大脑中负责运动的部分进行 tDCS 似乎可以提高肌肉耐力并减少疲劳。

这是一系列令人印象深刻的发现,它提出了一个显而易见的问题:我们是否都应该开始用电流刺激我们的大脑? 这似乎是不断壮大的 DIY 社区尝试自制 tDCS 头盔得出的结论。

但是,虽然支持性研究的列表远远长于此处链接的列表,但证据的总体状态仍然处于令人沮丧的科学边缘状态,最终是模棱两可的——特别是当我们考虑到所有那些相对枯燥、不引人注目的研究,这些研究发现 tDCS 没有显着效果时。 事实上,一项 tDCS 研究的荟萃分析——这些费力的研究会研究其他研究的发现——发现该技术对广泛的认知能力根本没有影响。 然而,该评论反过来又被批评为过于保守,并且在其自身分析中可能存在偏见。

更重要的是,这些研究中很少有研究得到重复,而且大多数研究都依赖于少数不具代表性的人(美国大学生),他们被要求执行那种实验室控制的任务,这些任务通常与现实世界的活动(充其量)具有可疑的关系。 至于长期使用 tDCS 的影响,甚至它究竟如何影响大脑功能? 这尚不清楚。

然而,所有这些模糊性并没有阻止初创公司开发一系列针对家庭用户的商业 tDCS 头盔。 其中最主要的是 Foc.us,它最初推出了一款据称可以增强游戏能力的头盔,然后扩展到可以提高学习速度和运动耐力的头盔。 还有 Thync,这是一款情绪增强型头盔,被描述为“数字药物”,可以帮助用户“在不饮用饮料或服用药丸的情况下充满活力或放松”。 虽然并非完全基于 tDCS,但它使用电脉冲来瞄准皮肤下的颅神经,据称可以诱发各种情绪。

另一家这样的初创公司 Halo Neuroscience 最近推出了自己的头盔,它可以刺激运动神经元,据称可以加速运动员的力量增长和技能习得。

该公司报告了其自己未发表的“初步结果”,精英奥林匹克跳台滑雪运动员的推进力提高了 31%,空中晃动显着减少。 即使远低于 31% 的更适度的结果被证明是真实的,这些发现也可能意味着 tDCS 将成为体育界重要的性能增强剂。 在竞技环境中使用的行为会被认为是作弊吗?

在学术环境中,一些大学已经在试图遏制处方药的标签外使用以提高学习成绩,杜克大学明确将这种使用视为“作弊”。 同样,电子竞技联盟举办了大规模的游戏锦标赛,奖金池高达百万美元

s,已经开始对玩家进行所谓的“聪明药”的随机测试,这些药物可能会让电子竞技运动员比不服用兴奋剂的对手更具优势。

杜克大学是否会将使用 Foc.us 的 GoFlow “更快地学习”视为类似的学术不诚实行为? 或者在虚拟敌人射击的背景下使用 Foc.us 的游戏头盔呢? 如果这些设备确实能提供某种程度的提升,那么至少在作弊方面,为什么它们的使用应该被认为与 Adderall 或 Ritalin 等药物有任何不同,这尚不清楚。

在非虚拟体育运动中,世界反兴奋剂机构 (WADA) 禁止满足以下三个标准中任何两个的物质和方法:1. 它们赋予性能提升; 2. 它们对运动员构成实际或潜在的风险; 3. 它们违反了“体育精神”。

如果 Halo Neuroscience 关于跳台滑雪的初步发现即使是大致有效,那么第一个标准肯定会得到满足。 另一方面,目前尚不清楚 tDCS 是否会对运动员构成值得注意的潜在风险——尽管任何此类风险几乎肯定都小于跳台滑雪那样在空中翱翔 100 多米所涉及的风险。 但它是否违反了难以定义的“体育精神”? 这是 WADA 可能希望避免回答的问题:回答“是”可能会使其致力于试图禁止无法禁止的东西。 据我们所知,tDCS 在大脑中没有留下任何独特的、可检测到的影响:禁令将无法执行。

另一方面,无论是在体育还是学术环境中,tDCS 可能只是被解读为不够“人为”以至于不会威胁到我们(通常是武断的)公平观念。 与注射或摄入合成药物不同,许多人可能直觉地认为微弱电流相对“自然”或“清洁”。 例如,即使效果相似,WADA 目前也容忍运动员通过睡在模拟高海拔的帐篷中来增加红细胞(因此,据推测,也提高了他们的表现),但不容忍那些通过血液兴奋剂或 EPO 这样做的人。 在帐篷里睡觉以提高表现的方式并没有像药物或输血那样让我们感到可疑。 也许 tDCS 将占据与高海拔帐篷相同的角落:对于规则制定者来说,两者都可以是规则中方便的不一致之处,因为两者都无法被检测到。

然而,虽然我们可以质疑目前使用的大多数性能增强剂的实际功效的证据,但 tDCS 尤其突出,呼吁获得更多数据。 与 Adderall 或合成代谢类固醇不同,目前任何人都可以通过在线合法订购的方式获得 tDCS 头盔。 即使这些头盔受到更严格的监管,人们仍然可以使用电子商店中常见的物品廉价地自制头盔,刺激他们大脑的任何部分,或他们孩子的。 鉴于目前围绕它的炒作,最好更多地了解它究竟如何影响大脑——以及长期后果。

Are you a scientist who specializes in neuroscience, cognitive science, or psychology? And have you read a recent peer-reviewed paper that you would like to write about? Please send suggestions to Mind Matters editor Gareth Cook. Gareth, a Pulitzer prize-winning journalist, is the series editor of Best American Infographics and can be reached at garethideas AT gmail.com or Twitter 

@garethideas.

Hazem Zohny is a doctoral candidate at the University of Otago's Bioethics Centre in New Zealand. His research focuses on the ethical implications of neuroenhancement technologies.

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