今天是9月4日，是每个星期推出一篇科普的deadline。原本决定要写科普，原因有二：（1）督促自己看文献，（2）将自己的思考有逻辑地组织并写出来。但拖延症的重要原因是追求完美而担心自己达不到意淫完美的高度，不敢面对可能的成功，也害怕面对落魄；所以夹在原地，进退不能。前几日为了能更好地产出一篇值得看的文章（而非碎碎念），我读了很多能够接触到的科普以及许多人数年坚持写的博客。其中在刘未鹏|Mind Hacks的博客中一篇《为什么你应该（从现在开始就）写博客》[1]的文章给了我动笔的动力：书写是为了更好的思考；能讲清楚的事情就说明你理解了。的确，很多时候道理我们都懂，依然过不好生活的原因在于自己没有实践。这与我的初衷相同，虽然我的知识积累还很不够，但为了要产出我必须学习，而这样我自然会收获更多。而若这样的分享能够带给大家一些得到，那我便更高兴了。
由于是跨专业，我开始以为课题是明确的，只需做即可；后来才发现基本上是一个说大可以大到一个宇宙的课题。有位朋友说，我三个月做出的结果他一个星期就能搞定。但这又何妨？在这三个月中，我收获的有：（1）找课题的方向；（2）神经生物学（电生理膜片钳及双光子钙成像）实验的技巧；（3）不言放弃、平稳的心态。所以我想虽然在结果的层面上来看，我似乎仍站在课题的起点，但我在精神储备上却已收获颇丰。剩下的，只需物质供应——动手做。
这个博客自开启以来，我决定不扯任何私人的事情，而只是科研的分享与讨论。
--- 开始讲故事
这期的主要内容是经颅直流电刺激（Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS），写这个的动力在于前几日学院买了一台德国Neuroconn公司的HD-tDCS 8通道电刺激设备，我去参加培训的时候发现学院的研究队伍对此需求较大（来培训的人大约有40人），但不仅同学，甚至来培训的工程师都不甚清楚设备的生理基础及优化参数。这样我觉得恐慌：tDCS比TMS刺激的范围更大，对大脑的影响更多，可是大家在对被试使用时只需要知道先定位，在将电极置于特定脑区的头皮处，再加上小于2mA的刺激就可以了。这个项目我推动得很慢，最重要的原因是因为我觉得不靠谱——给脑袋电电就能治中风、抑郁、阿尔兹海默症（老年痴呆）、癫痫？但是看到现在临床应用、心理学研究都在借此来做辅助治疗及实验，我便觉得把一件“不靠谱”的事情靠谱地搞清楚起作用的过程也是挺“靠谱”的。
图1 经颅直流电刺激的形象比喻
经颅直流电刺激是一种非侵入性（不开颅的），利用恒定、低强度（<2mA）的直流电调节大脑皮层神经元活动的技术。临床应用发现这种技术可以治疗或辅助治疗抑郁、癫痫、躯体疼痛、中风、认知障碍等。我以“经颅直流电刺激”为关键词订阅了stork的文章推送，统计了3月-4中旬的相关文章，发现目前主要是用tdcs参与帕金森、成瘾、抑郁、睡眠障碍、精神分裂症、中风、阿尔兹海默症、决策等科研内容。
tDCS设备的组成很简单，原则上只需要一个恒定电流输出控制器，两根电线作为正负极的导线，然后分别贴在头皮上构成完整的电路即可。
图2 tDCS设备简化说明
但如果只想要兴奋某一区域，则只需要把阴极置于肱二头肌或肩膀处即可。正因为Tdcs设备简单，又有许多研究发现对精神疾病有疗效，广大，尤其是米国的各种小哥就开始在失恋，考试不及格，身体疼，甚至无聊的时候开始在家里DIY 经颅直流电刺激的设备。因此也有了DIY-tDCS的专门网站[2]以及youtube上各种小哥的“买家秀”[3]。以下为tDCS使用时的各种姿势：
图3 tDCS设备不同穿戴方式
图4 商品化的民间tDCS设备 http://foc.us/
图5 Foc.os 商城主页
这是一款已经发展为商业产品的tDCS设备，只需要买下来并用蓝牙与ios设备的Focus APP连接，就能对你的前额叶充电了。但注意，它的代言是个美女，并且广告语中的"a little"是斜体的，我想在现在这种研究程度，大致意思和方便面袋子上“图案仅供参考”差不多吧。
由此看来，tDCS因为它的简单便携、容易操作以及有些效果而导致现在应用市场混乱，这点怕是作为基础科研工作者最担心并前进的动力吧。
为了探明两块贴在头皮上的通电的电极为何会让人抑郁减轻，疼痛减少，许多神经生物学家或工作者通过在体(In-vivo)和离体(In-vitro)的实验来探讨其生理学基础。
图6 离体实验中tDCS对神经元间突触传递影响示意图[3]
图7 不同类型细胞在均匀电场下的形态变化[4]
图8 在体实验中tDCS所引起的钙信号的变化[4]
与其他非侵入性的脑刺激技术不同，经颅直流电刺激刺激并非通过阈上的刺激使神经元产生动作电位而发挥作用。目前认为可能是通过网络的兴奋以及膜电位的去极化、影响突触间神经递质的释放而发挥作用。如图8所示，16年3月日本理化研究所下属脑科学研究所的Hajime Hirase在《Nature Communication》上发表的文章认为tDCS导致了大脑中星形胶质细胞释放出了大量的钙离子。而星形胶质细胞本身不放电，但有助于增加神经元之间的连接，并调控其之间的信号传递。
但现有的研究结果丰富却有些杂乱，tDCS在临床方面都有哪些应用, 产生了什么效果？tDCS的方向是否会影响神经元的膜电位极化？tDCS对突触传递的影响？
因此，关于经颅直流电刺激的科普我以后会分专题来进行整合，并尽量加上自己的思考。
#参考资料
[1]http://mindhacks.cn/2009/02/15/why-you-should-start-blogging-now/
[2]http://www.diytdcs.com/
[3]https://www.youtube.com/watch?v=T1Fte5GNVwU
[4]Pelletier Simon J, Cicchetti Francesca (2015) Cellular and molecular mechanisms of action of transcranial direct current stimulation: evidence from in vitro and in vivo models.International Journal of Neuropsychopharmacology.18(2):1-13. doi:10.1093ijnp/pyu047
[5]Monai Hiromu, Ohkura Masamichi, Tanaka Mika, Oe Yuki,Konno Ayumu, Hirai Hirokazu, Mikoshiba Katsuhiko, Itohara Shigeyoshi, Nakai Junichi (2016) Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.Nature Communications.7. doi:10.1038/ncomms11100
【推荐资料】
TDCS的认知功能https://www.youtube.com/watch?v=9fz7r8VDV4o 等视频资料均可在youtube上找到（来自 UC-Davis Center for mind and brain 研究院）
https://youtu.be/NBTjK3LjBLs
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