經顱直流電刺激在感知覺中的應用

最早的動物實驗已經證明tDCS可以影響視覺的感知和辨別，隨後在一項人體研究中，觀察到tDCS可以調節短序列經顱磁刺激(TMS)誘發的光敏閾值(phos-phenethresholds，PTs)，也是視覺皮質興奮性的指標｡tDCS在人類視覺皮層與極性相關的主要是對比敏感度､視覺誘發電位振幅､光幻視覺，發現tDCS對視覺皮層有興奮或抑制作用，但許多研究發現對運動皮層的影響更顯著，這與早期的動物研究結果一致，可能的原因包括：①運動手區位於皮層表面，而視覺皮層大部分深埋於胼胝體裂隙中；②運動區和視覺區存在不同的優勢神經元類型，視皮層顆粒細胞由於體積較小，對tDCS的敏感性可能低於椎體細胞；③神經遞質系統及水平的差異或包括受體表達在內的神經膜特性｡視覺恢復的可能機制包括：「沉默」神經元的重新激活和受損區域周邊的興奮性改變，神經遞質的增強和促進突觸可塑性，神經元同步化和重組來改善大腦的功能，因此恢復的機制是若干種機制的組合｡Nitsche等最早將tDCS應用在視覺對比敏感度上，該領域最常用的是將陽極tDCS放置在初級視覺皮層，將陰極tDCS放置在非視覺區域｡研究發現陰極tDCS會引起光柵對比敏感度的損傷，而陽極刺激則無明顯效果｡陽極降低了幻視閾值，陰極提高了幻視閾值｡陽極tDCS增加了視覺誘發電位對震蕩光柵的幅度，而陰極相反｡這些早期研究表明，tDCS對視覺處理具有一定的特異性，但直到最近才對其特異性進行評估，Costa等通過在一項顏色識別任務中應用tDCS來探索這一問題，該任務已知用於測量代表單細胞和近細胞通路功能的閾值(已知分別介導紅綠和藍黃識別)｡對於陽極tDCS，研究者發現藍黃範圍閾值有顯著提高，紅綠範圍無影響，陰極tDCS削弱了推斷的小細胞驅動辨別，但增加了近細胞驅動辨別｡

上述研究表明，tDCS對視覺皮層具有顏色辨別的特異性作用，對受刺激區域不同細胞群的作用有差異｡Costa等研究枕葉tDCS對不同空間頻率通道的影響是否存在差異，發現tDCS對中央視野閾值和外圍視野閾值的影響不同，即tDCS在空間域的聚焦性較低，但其在功能域的影響可能是高度聚焦的｡上述研究關注的是層次低的視覺功能｡tDCS還可用於研究視覺中的半球不對稱性｡Bardi等研究後頂葉皮層(PPC)局部與整體特徵處理是否可以用刺激的相對顯著性來解釋，而不是經典的局部/整體二分法｡他們的研究結果證實了前期關於右PPC處理高顯著性刺激的報導，而左PPC處理低顯著性刺激的報導更為關鍵｡有新的證據表明tDCS對視知覺的影響可能並不局限於增強對比敏感度和視野邊界｡在發展性閱讀障礙的成年人中，陽極後頂葉皮層tDCS刺激提高了閱讀的流暢性和速度｡從臨床的角度來看，這些結果非常重要，因為成人閱讀障礙患者的治療選擇有限｡從基礎研究的角度來看，這些結果有助於支持背流在閱讀和詞彙處理過程中對正字法輸入的處理作用｡總之，在基礎和臨床研究中，使用tDCS來調節視知覺，研究範圍從最基本的功能(如對比敏感度)到更複雜的功能(如面部感知､閱讀)｡由於許多視覺功能的神經關聯比高級認知功能或大多數其他感官的神經關聯更為人所知，因此視知覺研究也幫助我們了解特定的tDCS效應是如何產生的｡