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本文全面综述了经颅直流电刺激（GVS），涵盖其历史、神经生理机制、在基础科学（如研究姿势、步态、眼动、皮质活动等）和临床（如诊断和治疗平衡障碍、中风康复、神经退行性疾病等）的应用，探讨其潜力与局限，为相关研究提供参考。
经颅直流电刺激（GVS）的发展历程
经颅直流电刺激（GVS）已有超百年历史，其起源可追溯到古希腊，当时人们就发现电鳐产生的电流有治疗效果，后来罗马人用此方法治疗头痛。1791 年，Galvani 发现用电流刺激神经和肌肉能引发肌肉收缩，为理解生物组织的电刺激奠定基础。1800 年，Volta 将电池应用到耳朵，报告了眩晕、失衡等感觉，表明电流可影响包括前庭和听觉系统在内的感觉系统。之后，Hitzig 和 Breuer 等科学家进一步研究，证实了 GVS 对前庭系统的作用。如今，GVS 原理未变，通过在乳突放置电极来刺激前庭器官。
前庭系统及 GVS 的激活机制
前庭系统的功能解剖
前庭系统由外周感觉器官（包括半规管和耳石器官）和中枢通路组成。半规管可检测头部在三个平面的旋转，耳石器官对平移运动和头部相对于重力的静态位置敏感。前庭神经包含两种传入纤维，进入脑干后投射到前庭核，前庭核是信息整合中心，接收多种感觉输入。前庭信息经不同通路传至丘脑，再投射到大脑皮层等区域，对维持平衡和空间导航至关重要。
GVS 的神经机制
动物研究表明，GVS 可直接激活前庭神经传入纤维，也可能招募毛细胞。关于 GVS 刺激的结构，目前认为半规管和耳石器官都有贡献。此外，阴极和阳极电流对传入纤维放电有不同影响，且存在不对称调制，不规则纤维更敏感。不同刺激形状（如正弦波、随机噪声等）也会产生不同效果，这些都需在未来研究中考虑。
GVS 在基础科学中的应用
研究姿势和步态
GVS 可引发身体向阳极方向的摆动，这种摆动由不同功能成分组成，包括由耳石传入驱动的阶跃样反应和半规管传入驱动的斜坡样反应，涉及前庭脊髓通路等。头部方向、肌肉参与、感觉交互、电流强度、刺激脉冲和电极配置等因素都会影响姿势反应。例如，头部转向可改变反应平面，闭眼或减少本体感觉反馈会放大反应幅度。
研究眼动
GVS 主要引起眼睛向阳极方向的扭转运动，还伴有水平和垂直方向的运动。这些眼动反应的机制涉及前庭结构的复杂相互作用，不同前庭结构对不同眼动的贡献不同。电流强度、刺激模式、是否有注视点以及个体差异（如性别、年龄）等因素都会影响眼动反应。例如，高强度电流会触发眼震，而注视点会抑制水平和垂直眼震。
研究皮质活动
利用神经影像学工具（如 MRI、fNIRS）研究发现，GVS 可激活多个皮质区域，包括岛叶、颞顶交界区、顶内沟等。不同刺激参数（如 AC - GVS 和 DC - GVS）会导致不同的激活模式，且存在半球不对称性，右半球在前庭处理中占优势。但目前对于这些激活区域的精确作用以及前庭与其他感觉网络的相互作用仍有待研究。
研究感知效应
GVS 可诱导自我运动感知错觉，如身体围绕中矢状轴的振荡感等。视觉输入不抑制 GVS 诱导的自我运动感知，且 GVS 会影响视觉感知，如对主观垂直的判断。此外，GVS 还会影响身体和空间表征，如改变伸手运动方向、引起空间二分法偏差等，但其中的神经通路和机制尚不完全清楚。
GVS 在临床研究中的应用
诊断应用
GVS 诱发的前庭诱发电位（VEMPs）可用于评估前庭功能。例如，通过刺激乳突记录不同肌肉（如比目鱼肌、胸锁乳突肌）的 VEMPs，其潜伏期和波形可反映前庭结构的功能，有助于诊断内耳和后迷路病变等。但在梅尼埃病的诊断中，GVS - VEMPs 的应用价值可能有限。
治疗应用
- 中风：GVS 在中风康复中具有一定效果，如改善患者的平衡能力、减轻姿势不对称、促进右侧反应等，但对推挤行为的改善效果存在争议。不同刺激参数和病变部位对治疗效果有影响，且患者在中风后的适应阶段对不同感觉刺激的依赖会发生变化。
- 帕金森病：GVS 被认为是一种低成本、可定制的辅助治疗方法，可改善帕金森病患者的认知 - 运动任务表现、静态和动态姿势稳定性等，但由于研究方法的差异，其效果需谨慎解读。
- 脊髓损伤：目前关于 GVS 治疗脊髓损伤的研究较少，有研究表明其可能减轻部分患者的痉挛。
- 晕动病：GVS 与旋转椅治疗相结合可减少晕动病的发生，降低前庭时间常数，提高前庭适应能力。同时，GVS 在虚拟现实飞行训练中也有应用，可减少视觉 - 前庭感觉冲突。
- 外周前庭疾病：GVS 可改善外周前庭疾病患者的平衡分数、减轻眩晕和不适，不同刺激参数对不同类型的外周前庭疾病效果不同。
讨论与展望
动物研究明确了 GVS 作用于前庭神经纤维，且其参数可精细调节。在基础科学研究中，GVS 有助于探究神经机制，但在临床应用方面，目前研究存在异质性，样本量有限，长期效果不明。未来需优化 GVS 方案，标准化刺激参数，加强基础研究与临床的合作，开展大规模研究，以充分发挥 GVS 的治疗潜力。
