综述：经颅电刺激（tES）与认知训练（CT）结合用于认知障碍的治疗：来自临床应用和基础研究的证据

《Behavioural Brain Research》：Combined transcranial electrical stimulation (tES) and cognitive training (CT) for cognitive impairment: Evidence from clinical applications and basic research

本文综述经颅电刺激（tES）联合认知训练（CT）对神经精神疾病认知障碍的治疗机制及临床效果。研究显示，联合干预可有效改善AD、MCI、PD等患者的注意力、工作记忆及执行功能，其作用机制涉及神经可塑性、脑网络功能连接重塑及微循环优化。但动物模型研究不足，未来需探索疾病特异性脑区联合干预策略。

　　

作者：舒星|袁媛|任平|陈壮飞|傅宇

单位：昆明理工大学医学院，中国云南省昆明市650500

摘要

认知障碍是神经精神疾病的一种严重病理特征，因此迫切需要探索有效的治疗方法。最近的研究表明，经颅电刺激（tES）与认知训练（CT）相结合可以减轻认知缺陷。本综述总结了利用临床患者和啮齿动物模型进行的相关研究，以阐明其潜在的神经机制。在患者中，这种联合方法能够改善注意力、工作记忆和执行功能等认知领域。研究结果显示，该方法对轻度认知障碍（MCI）、痴呆症（如阿尔茨海默病（AD））、帕金森病（PD）、中风、创伤性脑损伤（TBI）、多发性硬化症、精神分裂症、注意力缺陷多动障碍（ADHD）和抑郁症患者以及健康人群均有效。相比之下，关于疾病啮齿动物模型中的联合干预研究较少。然而，tES和CT单独使用也能改善AD、TBI、精神分裂症、ADHD患者以及血管性痴呆和脑缺血模型中的空间学习和记忆能力。联合干预能够调节和重塑大脑网络的功能连接性，并改善脑血管微循环和谷氨酸能神经传递。重要的是，tES和CT可能通过协同和互补作用相互增强效果。此外，一些研究报道了联合干预和单独干预的疗效有限或出现负面结果，这可能是由于参数或技术不当，未能针对关键病理机制。未来的临床试验应探索针对特定脑区的tES-CT联合策略。此外，需要加强动物研究以阐明tES和CT的潜在机制和相互作用。

引言

认知障碍在神经精神疾病中普遍存在，包括阿尔茨海默病（AD）、抑郁症、多发性硬化症（MS）和精神分裂症。表现为注意力、语言流畅性、执行功能等认知领域的缺陷[1]，[2]，[3]，导致生活质量下降和社会负担增加[4]，[5]。尽管药物干预在减缓认知衰退方面取得了一些进展[6]，[7]，[8]，但仍存在疗效有限和潜在安全风险等问题[9]。例如，针对AD患者的抗淀粉样蛋白-β（Aβ）单克隆抗体主要在疾病早期有效，但可能会引起副作用，如脑出血和水肿等影像学异常，以及心绞痛、头痛和晕厥等系统并发症[10]，[11]，[12]。因此，开发非药物干预措施对于认知障碍至关重要[13]。

经颅电刺激（tES）是一种非侵入性、非药物的技术，最近被用于改善认知功能[14]，[15]，[16]。在tES过程中，电极被放置在头皮上以传递微弱的电流来调节皮层活动[17]。在tES技术中，经颅直流电刺激（tDCS）使用恒定直流电来调节皮层兴奋性。阳极tDCS（atDCS）诱发兴奋，而阴极tDCS（ctDCS）产生抑制作用[18]，[19]，[20]，[21]，[22]。相比之下，经颅交流电刺激（tACS）使用特定频率的交流电来同步或调节内源性脑振荡，从而影响认知过程[23]，[24]，[25]。然而，tES还包括其他形式，如经颅随机噪声刺激（tRNS）。关于tRNS的临床和基础研究仍然有限，尤其是动物模型的数据非常匮乏[26]。为了整合临床和基础数据以指导未来的机制研究，本综述重点关注两种研究最广泛的tES形式：tDCS和tACS。这两种技术都积累了来自人类和动物研究的最多证据[27]。

尽管tES在治疗各种神经精神疾病方面具有巨大潜力，但其疗效有限。例如，其离线效果的持续时间在研究中存在争议[28]。虽然大多数研究表明tES效果通常持续1-2个月，但其他报告指出，当不包括强化训练时，效果仅持续几天或几周[29]，[30]。一些研究认为单次训练可能无法直接引发长期增强（LTP），而重复训练可以累积影响突触效能和网络活动[31]。然而，在临床环境中实施超过一定阈值的重复训练（无论是频率、总次数还是持续时间）在操作上具有挑战性，并可能降低受试者的依从性[32]。此外，tES的离线效果衰减可能因疾病类型而异。例如，在涉及精神分裂症和帕金森病（PD）的试验中，tES的认知益处是短暂的[32]，[33]。因此，建议将tES与其他技术结合使用以增强治疗效果[34]，[35]。值得注意的是，已经推荐将联合策略用于治疗神经精神疾病，如AD[36]。

认知训练（CT）是一种非药物的心理干预措施，旨在改善认知功能[37]。它包括结构化、目标导向的程序，以增强特定的认知功能，如记忆、注意力和执行功能。这些程序通过系统学习诱导神经可塑性[38]，[39]。重复练习目标任务可以加强受训认知功能背后的神经连接[40]。然而，与tES一样，单独使用CT也存在挑战。例如，在神经可塑性中度至重度受损的患者中，长期训练可能无法维持进展[41]。这可能是因为受损的大脑网络在没有外部神经调节的情况下无法进行有意义的重塑[42]。tES通过调节皮层兴奋性和突触可塑性，可以作为CT的理想神经调节补充手段，帮助克服CT的 plateau 效应[43]。

事实上，越来越多的证据表明，将tES与CT结合使用在改善认知障碍方面具有良好效果[17]，[44]，[45]，[46]。例如，tDCS与CT结合使用比单独使用CT更有效地改善了中风患者的执行功能[47]；而tACS与CT结合使用显著提高了参与者的视动技能学习和记忆能力，效果可持续长达3个月[48]。tES和CT通过共同的神经机制（如神经可塑性）改善认知表现[17]，[37]。值得注意的是，tES可以增强任务相关的突触效能并提升CT的效果[49]，[50]，[51]，而CT则通过重复训练优化神经可塑性。两种方法的结合产生了累积的认知改善效果和协同效应[52]，[53]。

本综述旨在全面探讨tES和CT联合干预对认知障碍和健康人群的影响，特别关注其潜在的神经机制。认知障碍主要包括：神经退行性疾病（包括轻度认知障碍（MCI）、痴呆症（如阿尔茨海默病（AD）和额颞叶痴呆（FTD）以及帕金森病（PD）；伴有认知障碍的非典型神经退行性疾病（如中风、创伤性脑损伤（TBI）和多发性硬化症（MS）；以及伴有认知缺陷的精神疾病（如精神分裂症、抑郁症和注意力缺陷多动障碍（ADHD））。我们收集了来自临床研究和基础啮齿动物研究的证据。鉴于对啮齿动物中联合干预的初步研究，我们也提供了tES和CT单独使用的证据。最后，我们总结了临床试验中联合干预的机制，以及tES和CT在啮齿动物中的共同机制。本综述可为未来神经精神疾病认知障碍的治疗提供参考。

搜索策略和选择标准

搜索策略和选择标准

在PubMed数据库中搜索了2025年11月1日之前发表的相关研究。使用以下关键词进行了“标题/摘要”搜索：（“经颅直流电刺激”或“tDCS”或“经颅交流电刺激”或“非侵入性脑刺激”或“NIBS”）和（“认知训练”或“认知练习”或“脑训练”或“脑游戏”）。结果通过“人类”物种进行筛选，以识别人类研究。

临床应用研究：联合tES和CT

从根本上说，tDCS通过传递恒定低强度电流来改变神经元膜电位，atDCS增加目标区域的皮层兴奋性，而ctDCS则降低兴奋性[18]，[19]，[20]，[21]，[22]；tACS则通过传递特定频率的交流电来同步或调节内源性脑振荡，从而改善跨区域相位同步[23]，[24]，[25]。虽然这两种技术都能有效改善认知功能，但目前关于联合应用的研究还较少

基础应用研究：联合tES和CT及单独干预

临床应用研究证实了将tES与CT结合使用在治疗各种神经精神疾病方面的有效性。相比之下，关于啮齿动物应用的研究主要局限于少数几种疾病，主要包括AD、TBI、精神分裂症和ADHD。还有一些其他涉及认知障碍的疾病，如血管性痴呆（VD）和脑缺血（CI）也在啮齿动物中进行了研究。VD是一种由脑血管问题引起的痴呆类型

临床研究中联合干预的机制

研究表明，将tES与CT结合使用对认知受损者和健康个体都具有神经调节作用。这些效果主要通过神经递质系统（如谷氨酸能调节）的稳态调节和类似LTP的机制实现，从而增强突触可塑性。此外，这一过程还涉及大脑网络连接性的功能重组（FC）和脑血管微循环的优化。

单独使用tES的局限性

单独使用tES的局限性源于电极布置问题和缺乏严格的主动对照。首先，参考电极的位置变化可能导致脱靶抑制，从而混淆研究结果。大多数研究使用双极电极布置，两个电极都位于头皮上。然而，阴极电极可能会无意中抑制非目标区域。例如，在额叶阳极刺激期间将阴极放置在枕叶上可能会干扰

结论与未来展望

总之，临床上的tES-CT研究主要集中在神经退行性疾病（如AD）上，其有效性与特定的认知问题相关。对于神经退行性疾病，记忆是一个关键领域；而对于获得性脑损伤，注意力、处理速度和执行功能更为重要。刺激部位遵循明确的“部位-功能”模式。例如，刺激DLPFC可以改善执行功能和工作记忆，刺激右颞顶/顶叶

作者贡献声明

傅宇：撰写——审稿与编辑、资金获取、概念构思。陈壮飞：撰写——审稿与编辑、可视化、资金获取。任平：撰写——审稿与编辑、概念构思。袁媛：撰写——初稿撰写、可视化、研究。舒星：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、研究、概念构思。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（82360271和32460211）、云南省“十万人才计划”青年与精英人才项目（YNWR-QNBJ-2018-056和YNWR-QNBJ-2018-027）以及云南省神经系统压力与障碍创新团队（202305AS350011）的支持。图表使用Biorender工具制作（https://BioRender.com/mlgsqck）。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。