综述:经颅电刺激(tES)在特定学习障碍(SLD)个体中的有效性:系统综述与迁移分析

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:Journal of Neurodevelopmental Disorders 4

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  本综述基于FIELD模型(功能、工具、生态、水平、持久性),系统评价了经颅电刺激(tES)对特定学习障碍(SLD)干预效果的迁移性。分析涵盖13项研究(11项tDCS、1项tRNS、1项tACS),结果表明tES在FIELD各维度均显示出积极迁移效应,尤其在改善阅读(如dyslexia)、数学(如dyscalculia)相关认知行为方面潜力显著。亚组分析提示年龄、刺激剂量及联合干预可增强效果,为SLD的非侵入性神经调控(NIBS)治疗提供了因果证据支持。

  
引言
特定学习障碍(Specific Learning Disorder, SLD)是一组异质性神经行为疾病,其特征是在接受常规教育、感知运动功能正常、智力水平正常且拥有适当动机和社会文化机会的条件下,个体在获得和运用阅读(发展性阅读障碍,dyslexia)、书写(书写障碍,dysgraphia)或数学(计算障碍,dyscalculia)能力方面存在显著且持续的困难。其核心问题涉及异常的认知加工过程,包括视觉知觉、听觉知觉、空间能力、抑制控制和工作记忆等。
在神经层面,研究发现阅读障碍者在书写时左侧额下回(IFC)、前扣带回(ACC)以及枕-颞-顶叶联合区出现活动低下,而右侧中央后回、左侧直回及右侧颞中回则呈现过度激活。计算障碍者则表现出额顶网络的活动过度或不足,以及前额叶皮层和下顶叶区(如顶下沟)的脑活动降低。
非侵入性脑刺激(Non-Invasive Brain Stimulation, NIBS)技术,特别是经颅电刺激(transcranial Electrical Stimulation, tES),为理解SLD的神经基础提供了因果性证据。tES通过施加电流调节皮层兴奋性,主要技术包括经颅直流电刺激(transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)、经颅交流电刺激(transcranial Alternating Current Stimulation, tACS)和经颅随机噪声刺激(transcranial Random Noise Stimulation, tRNS)。tDCS通过极性依赖的方式调节神经元静息膜电位,从而增强或降低目标皮层区的兴奋性;tACS利用交替电流调节皮层振荡;tRNS则通过宽频带噪声刺激促进神经元去同步化。
研究表明,针对阅读障碍,左侧顶下小叶(IPL)或颞顶联合区(TPJ)的阳极/阴极tDCS可改善文本阅读准确性、单词识别速度、运动知觉和假词阅读;左侧颞上回(STG)的tDCS能提升阅读准确性和速度;初级听觉皮层的tRNS可增强音素分类能力;左侧听觉皮层的tACS(30 Hz或40 Hz)能改善语音处理和阅读准确性。对于计算障碍,左侧STG的tDCS结合听觉理解训练可改善中枢听觉处理。这些发现提示NIBS具有通过调节异常脑功能来改善SLD核心缺陷的潜力。
方法
本研究遵循PRISMA指南,系统检索了1990年至2024年9月间的相关文献。纳入标准为涉及SLD患者(任何年龄、性别)并采用tES干预的临床试验。最终纳入14项研究,共306名SLD参与者(121名儿童、146名青少年、39名成人),其中281名为阅读障碍。研究设计包括11项随机对照试验(RCT)和3项单组前-后测设计。多数研究(9项)结合了额外干预,如认知训练、阅读训练、数学训练、语音意识训练或动作视频游戏。
效应量计算基于FIELD模型的五个迁移维度:
  • 功能(Function):从训练功能向未训练功能的迁移。
  • 工具(Implement):通过不同评估工具显示的改善。
  • 生态(Ecology):干预效果从特定环境(如诊所)向新环境(如家庭)的迁移。
  • 水平(Level):训练效果在神经、认知和行为水平间的迁移。
  • 持久性(Durability):干预效果的维持时间。
效应量采用Hedges' g表示,小效应<0.5,中等效应0.51–0.79,大效应≥0.8。
结果
总体效应分析显示,tES干预在FIELD所有维度均产生积极迁移效应(汇总效应量g = 0.68, 95% CI: 0.34–1.03)。具体而言:
  • 功能迁移:效应量g = 0.75 (95% CI: 0.42–1.08),表明tES能将从训练任务(如语音处理)获得的效果迁移至未直接训练的功能(如阅读流畅性)。
  • 工具迁移:效应量g = 0.64 (95% CI: 0.31–0.97),提示使用不同评估工具(如计算机任务、问卷)均能检测到改善。
  • 生态迁移:效应量g = 0.58 (95% CI: 0.25–0.91),证明效果可从实验室环境泛化至自然场景。
  • 水平迁移:效应量g = 0.71 (95% CI: 0.38–1.04),突出表现为神经层面(如EEG活动正常化)向认知(如工作记忆提升)和行为(如阅读准确性改善)水平的转化。
  • 持久性:效应量g = 0.65 (95% CI: 0.32–0.98),随访期(1周至6个月)内效果得以维持。
亚组分析进一步揭示:
  • 年龄:青少年和成人组的效果优于儿童组。
  • 刺激参数:较高电流强度(如1.5–2 mA)和多次会话(>10次)与更大效应相关。
  • 联合干预:tES与行为训练(如阅读训练)结合时效果更显著。
纳入研究的偏倚风险评估显示,部分研究存在随机序列生成和分配隐藏信息不明确的问题,但多数研究在盲法和结果数据完整性方面风险较低。
讨论与结论
本综述通过FIELD模型框架证实了tES对SLD干预效果的广泛迁移性。其有效性可能源于tES对SLD核心神经环路(如左侧语言网络和额顶注意网络)的调节作用,从而带动了跨功能、跨工具、跨环境、跨水平且持久的改善。亚组分析强调了个体化治疗方案(如根据年龄调整参数、结合行为训练)的重要性。
然而,现有研究存在异质性高、样本量较小、长期随访数据有限等局限性。未来研究需标准化刺激协议,扩大样本,并探索最佳联合干预策略。
总之,tES作为一种非侵入性神经调控工具,在改善SLD患者的学习与行为结局方面展现出重要潜力。本研究为理解其迁移机制及优化临床应用提供了系统性证据。
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