关于tDCS技术，孩子与父母看法有何不同？

【背景介绍】

tDCS技术在欧美发达国家，应用已经超过30年。最早用于干预各种神经系统障碍，例如注意缺陷多动障碍（ADHD）、自闭症、抑郁症，以及心理问题的辅助治疗上，该技术已经证明是安全有效的。

tDCS除了用于ADHD等疾病的辅助治疗，近年来，在辅助提高学习成绩方面的应用，也得到了极大发展。欧美发达国家中，以德国、英国应用最为广泛，研究最为深入。

例如，马克思-普朗克研究所伦敦分校(Max Planck Univ Coll London)的Hauser, TobiasU.教授，进行的一项对40名学生的对照试验，就发现tDCS技术干预后，提高了学生的复杂问题解决能力(如四则混合运算、乘方、开方、三角函数运算等复杂计算任务)，和知识的检索和存储能力(例如小学生必须熟练掌握的乘法口诀)。

该研究还通过磁共振成像(fMRI)技术，发现tDCS干预后，学生双侧角回（角回是视觉和语言中枢，对于阅读速度、短时记忆等功能有显著影响）内外侧前额叶皮质（也称前额叶皮质，是大脑的“司令部”，负责知识的检索、做出决策等较高层次思考）连接和活跃程度明显增强，为今后tDCS技术进一步的精确干预，奠定了基础。

功能性磁共振成像(fMRI)技术检测结果

奥地利格拉茨大学的约亨·莫斯巴赫（Jochen A. Mosbacher）教授，和来自哥廷根大学数学研究所的斯特凡·哈弗沙伊德（Stefan Halverscheid）教授领导的科研团队，采用通过对137名不同年级的学生，进行了三组干预方案的对比研究。

结果发现θ波段经颅交流电干预（tACS-θ）效果最为明显，主要表现在：

1、提高了学习效率，特别在新知识学习方面，能更加快速的和所学知识建立联系；

2、提升计算能力，计算的正确率、计算用时都有明显提高；

3、提高了抗干扰能力，特别是在考试中，遇到干扰（包括试验人员故意制造的噪声干扰、考试题中故意设置的超纲题目干扰）依然能稳定发挥。

如上图所示，统计了在新知识学习过程中，每组学生需要重复检索（如向前查看概念、例题）的次数结果，tACS-θ波段干预组重复检索的次数最少。

如上图所示，为了验证不同干预方案，测试成绩与各脑电变化的关系，试验人员对比了各组学生试验中从开始干预、结束干预、干预结束后（约10分钟）三个阶段脑电各波段变化情况（θ波段-theta、低α波段-lower-alpha、 高α波-upper-alpha、β波段-Bata）

可以明显看出，θ波段-theta的变化最为明显。干预过程中，降低了各个脑区θ波段的频率；而随着干预结束，各脑区θ波段又恢复到干预前甚至更高；这也解释了为什么tACS-θ波段干预组在测试中成绩更为优秀的原因。

【学生和家长对tDCS接受程度调查】

来自德国慕尼黑工业大学医学院，石勒苏益格-荷尔斯泰因大学医学中心、英国基尔大学的专家团队，分别对学生和家长使用tDCS的态度进行了调研，该研究成果发表在最新一期的《Neuroethics》（神经伦理学）杂志上。

研究团队在“Stimu-lation in Pediatrics”联盟（该联盟旨在优化用于儿童和青少年有效大脑干预相关的科学研究）上招募了20名志愿者，年龄10-17岁，分为试验组和对照组，试验组接受（2mA，20分钟/次，共5次）tDCS干预，对照组仅在开始阶段（1分钟）给予干预，然后停止。

两组完成测试之后，分别对参与试验的学生和家长进行访谈，了解他们对tDCS使用的感受、以及对这项技术的态度。

上表为参与本次试验的家庭情况，访谈对象除了学生，也包括他们的家长。

下面是一些学生访谈的节选：

4号学生：嗯，我在家学习的时候，总是戴着这样的帽子（指tDCS），它让我的大脑受到锻炼，我觉得真的很好，因为它能帮我集中注意力，这对提高我的成绩也有好处，不会让我在学习时总是分心。

5号学生：开始我不知道它（指tDCS）有什么用。后来我知道它能提高专注力，虽然你们（指研究人员）讲的有道理，但我不确定是不是真的需要它。我不想让别人觉得我必须通过治疗才能克服走神的问题，我想没有它我也能好好学习。虽然它可能会对我有帮助吧，但我更想靠自己的努力，而不是外部帮助改善学习。当然，靠自己努力可能需要花费更多时间。

12号学生：开始用的时候，有点不舒服，但只是电极所在的区域有点不舒服，后来就好了。（......）我不知道该不该用它，虽然它确有效果。但是，我觉得它基本上是为有问题的孩子开发的，而我是个健康的孩子，现在你们让我用这个，我会觉得它是多余的。

所有学生之前都没有接触过tDCS技术，可以看出他们的态度有比较大的区别。有的学生觉得它对自己十分有帮助；有的学生觉得虽然有帮助，但是更希望靠自己的努力，而不是借助外界设备改善成绩；也有的学生觉得虽然有帮助，但自己用了，就会被别人认为是“病人”，所以有抵触情绪。

与学生们犹豫的态度相反，家长的态度大多是支持的。节选如下：

3号家长：我支持孩子用它（指tDCS），因为我是一名护士，我了解它的原理，知道它的作用。

8号家长：说实话，我们对它（tDCS）期望挺高的。他现在在学校上课总是走神，有点噪音就会分心，而且很难再集中精力。我们觉得它（tDCS）对他有所帮助，希望今后孩子年龄大了，再加上用的久一点，能有更好的效果。

15号家长：我非常支持孩子参加这样的研究（指本次试验），（……）这肯定会给她带来更多的自信。虽然她已经14岁了，但之前很害怕和陌生人在一起，（……）这次试验让她变的开朗了。另外，这次试验也确实有效果，她的注意力确实提升了，她会认真做好自己关注的事，而这以前是做不到的，你知道这种改变，对她意味着什么。

在谈到tDCS和药物干预，那种方式家长接受度更高，所有家长不约而同都选择了tDCS。节选如下：

20号家长：我相信，它（tDCS）会更好，因为药物会对许多器官和精神状态产生影响，最终会影响整个孩子身体和神经，这也是我们最关心的，也是我选择它（tDCS）的原因，这当然是有益的。

11号家长：我对tDCS的期望比对药物的期望更高， 因为一旦服药久永久离不开，而且还有那么多副作用。

最后，在伦理方面，由于价值观的不同，家长的态度形成了鲜明的反差，这里举两个引发家长担忧的例子。

18号家长：我害怕孩子使用它以后，会变得不像他自己认为的那样努力了，因为可以借助外力获得成功，这对于他今后在面对竞争时，会主动更多的借助外界帮助，而不是自己努力，这对他今后成长是不利的。

4号家长：（就是认为效果很好的那位学生的家长）对于成年人来说，他们可以自己决定是否要用这样的方法（指利用tDCS等干预方法）或类似的方法获得更好的表现。我觉得在学龄期，这会导致更多的竞争，这会让不同家庭之间造成不公平，因为经济原因，负担不起的孩子就会和使用它（tDCS）的孩子之间产生差距。虽然我知道这对很多人来说是极大的诱惑（指tDCS干预效果），但我还是不推荐它。

【访谈总结】

在本次试验采访阶段，共采访了11名女生、7名男生；18位家长中，有13位是母亲，5位是父亲。研究团队认为，这说明妈妈对新技术的接受程度更强；同时，在照顾孩子学习、生活方面，妈妈承担着更重要的角色。

【研究结论】

这项研究的意义在于，它是第一项探讨tDCS在儿童、青少年，和父母接受程度的调查。本次研究，所有学生和家长，在之前均没有使用过tDCS设备，对它在神经系统疾病治疗方面的应用，也没有了解。

这项研究，让我们了解了学生和家长对认知增强（包括儿童和青少年认知增强）技术的看法和理解。tDCS及相关技术，未来将作为家庭疗法，进入更多家庭中，这次研究，学生和父母的观点，为今后设备推广和使用提供了实践经验。

以往的研究，没有考虑实际应用中学生和父母的反应，这也影响了它（指tDCS）的推广，以及在儿童和青少年中开展研究造成了困难。尽管tDCS的研究信息非常详细， 但父母对tDCS的现状依然缺乏了解（包括相关理论、试验证据等）。另一方面，本次研究反应出来的家长对tDCS引发的伦理问题（如使用tDCS导致的教育不公平），这在之前的研究中是没有涉及的，也是今后研究的一个方向。

【参考文献】

Mosbacher J A, Halverscheid S, Pustelnik K, et al. Theta Band Transcranial Alternating Current Stimulation Enhances Arithmetic Learning: A Systematic Comparison of Different Direct and Alternating Current Stimulations[J]. Neuroscience, 2021, 477: 89-105.

Sierawska, A., Splittgerber, M., Moliadze, V. et al. Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Pediatric Populations—– Voices from Typically Developing Children and Adolescents and their Parents. Neuroethics 16, 3 (2023).