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为探究经颅直流电刺激（tDCS）与运动练习的相对时机对调节皮质活动和促进行为表现的影响，研究人员开展了针对健康个体的单盲随机交叉实验。结果显示，单次阳极 tDCS 的时机对促进大脑活动或改善运动表现无显著影响，为相关研究提供了新证据。
在神经科学与康复医学的研究领域，大脑的奥秘始终吸引着科研人员不断探索。经颅直流电刺激（tDCS）作为一种非侵入性的大脑刺激技术，近年来备受关注。它就像一把神奇的 “钥匙”，试图开启大脑神经可塑性的大门，帮助人们更好地理解大脑如何学习和适应，尤其是在运动功能康复方面。然而，这把 “钥匙” 的使用时机却一直存在争议。以往研究发现，tDCS 与运动任务同步刺激可能会促进学习，但不同研究在健康人群和临床患者中的结果并不一致。而且，之前用于评估 tDCS 刺激时机引发的大脑活动变化的方法也存在缺陷，无法准确捕捉到刺激后神经的瞬时变化。为了更深入地了解 tDCS 刺激时机对大脑活动和运动学习的影响，上海养志康复医院（上海阳光康复中心）、同济大学医学院的研究人员开展了一项极具价值的研究。他们的研究成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。
研究人员采用了单盲随机交叉实验的方法。招募了 20 名右利手的健康成年人，让他们参与左手的顺序手指敲击任务。在实验过程中，研究人员使用高清 tDCS（HD - tDCS）刺激器，将阳极刺激作用于右侧初级运动皮层（M1），设置了两种刺激时机，分别是在运动练习期间（concurrent - tDCS）和运动练习之前（prior - tDCS），同时设置了假刺激（sham - tDCS）作为对照。为了全面评估大脑活动，研究人员利用功能性近红外光谱（fNIRS）技术，监测前额叶皮层（PFC）、辅助运动区（SMA）和 M1 的皮质血流动力学活动，通过计算正确完成的序列数量来评估运动表现。在实验设计上，每个参与者都要接受三种刺激条件，且每种条件之间间隔一周，以避免前一次刺激对后续实验结果的影响。
在运动表现方面，通过双向重复测量方差分析发现，刺激条件和时间之间没有显著的交互作用（F=1.39，p=0.25），刺激条件的主效应也不显著（F=1.00，p=0.38），但时间的主效应显著（F=50.81，p<0.0001），这表明随着时间推移，参与者的运动表现有所提高，但不同刺激条件并没有对运动表现产生明显影响。
对于皮质血流动力学活动，研究人员在数据处理过程中对一些信号质量不佳的数据进行了处理。分析结果显示，各感兴趣区域（ROIs）均未表现出显著的条件交互作用或主效应（所有ps>0.05），不过在左侧 PFC、双侧 M1 观察到了显著的时间效应。在刺激的 M1 区域的 7 号通道发现了交互作用，但该p值未通过多通道校正。
进一步探究皮质血流动力学活动与运动任务表现之间的关系，结果表明，在 T2 和 T3 时间点，氧合血红蛋白浓度变化（ΔHbO）与完成的序列数量之间没有显著相关性，而且 T2 和 T3 相对于 T1 的 HbO 水平变化与运动表现之间也未发现显著相关性。
此外，研究人员还评估了 tDCS 相关的不良反应、盲法成功率和安慰剂效应。结果显示，最常见的不良反应是刺痛（VAS≤2，65%）、疼痛（VAS≤2，41.7%）和瘙痒（VAS≤2，30%）。通过研究结束时参与者对刺激类型的猜测以及 Fisher 精确检验，发现 “我不知道”“猜测为真刺激” 和 “猜测为假刺激” 的回答在三种条件下分布均匀，表明盲法成功。同时，针对假刺激组进行的双向 ANOVA 分析显示，猜测为真刺激的参与者在运动学习和皮质血流动力学活动方面与猜测为假刺激或不确定的参与者相比，没有显著差异。
综合上述研究结果，研究人员得出结论，单次阳极 tDCS 的时机对皮质血流动力学活动和运动序列学习没有显著的时间依赖效应。然而，研究也存在一定的局限性。例如，研究没有安排其他研究人员管理假刺激模式，可能导致干预者无法完全盲法；研究仅针对非优势半球的 M1 进行刺激，未探索其他可能的靶点；并且研究中没有短分离通道或额外的探测器来创建短通道，刺激电极产生的热量可能影响了结果。因此，目前还不能完全否定 tDCS 对运动技能习得的益处以及其在神经生理和行为反应中的时间效应。未来还需要进一步研究，探索不同的 tDCS 参数、多疗程刺激以及不同年龄组的情况，从而得出更明确的结论。这项研究为后续的相关研究指明了方向，有助于科研人员更深入地了解 tDCS 在运动学习和大脑神经可塑性方面的作用机制，为未来的临床应用和康复治疗提供更坚实的理论基础。
