评估经颅直流电刺激(tDCS)对抑制能力的影响：预注册比较高分辨率(High Definition, HD)-tDCS与传统电极放置方式对停止信号任务(Stop Signal Task, SST)的作用

《Cortex》：Assessing the effect of tDCS on Inhibitory Capacity: A pre-registered Comparison of High Definition and Conventional Montages on the Stop Signal Task

　　

经颅直流电刺激(transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)是具实验与康复前景的工具，但其效应因方法与生理因素而高度可变。为解决此问题，越来越多研究结合电场计算建模与高分辨率(high definition, HD)-tDCS以减少tDCS在运动及认知领域效应的异质性，然而HD-tDCS与传统双极tDCS对行为变量及皮质脊髓兴奋性的影响尚存争议。在这项预注册研究中，研究人员旨在基于优化电场分布计算模型，比较阳极传统双极放置方式与阳极HD-tDCS放置方式对48名受试者认知绩效的差异化影响。采用停止信号任务(Stop Signal Task, SST)测量反应抑制，依据既往元分析证据表明对右额下回(right Inferior Frontal Gyrus, rIFG)施加tDCS可显著调节SST抑制绩效。比较HD-tDCS与假刺激对停止信号反应时(Stop-Signal Reaction Time, SSRT)影响的贝叶斯(Bayesian)配对样本t检验显示支持零假设的中等证据（即条件间无差异）。此外贝叶斯分析表明，相比HD放置方式与传统及假刺激放置方式以及传统与假刺激会话间的SST绩效，数据均倾向支持零假设。本研究凸显了HD-与传统tDCS效应变异性的问题，并进一步支持即便文献中存在已知效应也需重复研究。

论文解读：评估经颅直流电刺激(tDCS)对抑制能力的影响——预注册比较高分辨率(HD)-tDCS与传统电极放置方式对停止信号任务(SST)的作用

《Cortex》刊载的该研究针对经颅直流电刺激(transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)效应异质性大、高分辨率(high definition, HD)-tDCS是否优于传统双极tDCS仍存争议的问题，以右额下回(right Inferior Frontal Gyrus, rIFG)为靶点，采用停止信号任务(Stop Signal Task, SST)测查反应抑制，通过预注册被试内设计对比阳极HD-tDCS（基于电场建模优化）、阳极传统双极tDCS与假刺激对健康青年抑制控制的影响。结果显示三种条件间停止信号反应时(Stop-Signal Reaction Time, SSRT)均无显著差异，贝叶斯(Bayesian)分析支持零假设，提示在本研究参数下两种活性刺激均未有效调制SST绩效，HD-tDCS未显现优于传统方式的效应，强调tDCS认知效应需谨慎对待并开展预注册重复验证。

主要关键技术方法：招募48名右利手健康青年（18–40岁，经爱丁堡利手量表筛选，排除色盲及tDCS禁忌证，控制睡眠质量和昼夜节律型），采用三会话被试内交叉设计（阳极HD-tDCS、阳极传统双极tDCS、假刺激，间隔≥72 h，顺序平衡，双盲），HD-tDCS以ROAST工具包在标准头模型上优化3阳极–3阴极环形放置（F4-F6-FC6为阳极，F10-FT10-P10为阴极，每电极0.667 mA，总2 mA，20 min），传统tDCS以5×5 cm2电极阳极置rIFG（10–10系统T4–Fz与F8–Cz交点）、阴极置对侧眶上区（2 mA，20 min），假刺激仅初始30 s通电流后归零；任务为SST（含双重反应任务Double-Response Task, DRT对照）测SSRT与DRT2分，以贝叶斯序贯设计采样至最大N=48，用贝叶斯配对t检验（先验t(μ=0.35, df=3, r=0.102)）分析，探索性K-means聚类与贝叶斯ANOVA检视个体差异。

研究结果如下：

INTRODUCTION（引言）

研究人员综述tDCS效应受电极放置(montage)、电流强度时长、个体颅骨解剖及脑激活状态等影响，认知领域阳极兴奋/阴极抑制(anodal-excitatory/cathodal-inhibitory, AeCi)效应仅有约16%概率出现；HD-tDCS借助4×1环形电极提高空间聚焦性但个体电场变异性增大；既往HD-与传统tDCS直接认知领域比较结果矛盾，故有必要在经文献报道有效的rIFG–SST范式下预注册对比模型优化HD-tDCS与传统双极阳极tDCS。

METHODS（方法）

伦理经意大利ICS Maugeri伦理委员会批准（ code 2668CE），受试者签署知情同意。Ethics information说明符合《赫尔辛基宣言》及tDCS安全应用规范。Participants and Study design详述纳入排除标准、PSQI与MEQ筛查、三会话间隔≥72 h双盲假刺激随机分配、离线(offline)刺激后完成SST与DRT。Conventional and HD-tDCS描述传统（阳极rIFG、阴极对侧眶上2 mA 20 min）与HD（ROAST建模优化6电极3阳极F4-F6-FC10？原文F4-F6-FC6阳极、F10-FT10-P10阴极，总2 mA 20 min）参数及假刺激 fade-in/out 15 s后30 s通电余时为零。Behavioral task: the Stop signal task (SST)说明SST与DRT流程、SSD阶梯调整法保证p(stop|signal)≈0.5、Go/Stop比例及SSRT与DRT2计分。Sampling plan阐明贝叶斯序贯设计最大N=48、先验效应量δ=0.65、BF阈值>10、最小N=20启停规则及预设假设(HP1a/b HP2 HP3a/b HP4)与结果判读准则。Analyses plan说明SSRT按分块积分法(block-wise integration method)计算及数据质控（GoRT>FsRT剔除、p(stop|signal) 0.25–0.75），DRT取DRT2分。Statistical analyses列明贝叶斯配对t检验及四情景预期结果。

RESULTS（结果）

Level of bias control标明预注册前无数据分析(IPA后)。Sample size and data processing报告招募53人排除5人最终N=48（女36，均值25.13±3.00岁）。tDCS tolerability and blinding示盲法有效（仅12.5%正确猜中条件，感觉评分无组间差异）。tDCS modulation of the SST报告Sham SSRT均值298.54 ms、HD-tDCS 306.50 ms、Conventional 300.02 ms；HP1a HD vs Sham BF₀₁=3.57，HP1b Conventional vs Sham BF₀₁=6.077，HP2 HD vs Conventional BF₀₁=4.062，均支持零假设无调制效应；DRT2各条件无显著差异（HP3a BF₀₁=5.71，HP3b BF₁₀=1.51不具结论性，HP4 BF₀₁=11.26支持零）。Exploratory analyses进行K-means聚类得到慢SSRT(n=6)、中SSRT(n=11)、快SSRT(n=31)三簇，仅中SSRT簇HD-tDCS较Sham与Conventional呈稍长SSRT（BF₁₀=3.30与3.81），其余簇无证据；DRT聚三类有类似中间簇HD稍延缓趋势但样本少需谨慎。

DISCUSSION（讨论）

研究人员指出与预期相反，阳极HD-tDCS与传统双极tDCS相对假刺激及彼此间均未调制SST抑制绩效，DRT也未受调制；虽HD-tDCS建模提升rIFG靶区场强但未见行为增益，可能与健康青年SST天花板效应、网络水平代偿可塑性、使用标准头模型未个体化MRI、2 mA强度非线性关系等有关；探索性聚类提示少数中等基线绩效者或被HD-tDCS影响（此处为延长SSRT而非改善），体现个体响应差异但不改主结论。研究强调预注册提供无偏证据的重要性，即便文献提示rIFG阳极tDCS可调制SST，在当前严格控制的参数与样本下未复现该效应，呼唤更大规模重复与结合神经影像探究网络机制。

研究结论翻译：本研究表明，无论是阳极HD-tDCS（基于电场建模优化靶向rIFG）还是传统双极阳极tDCS，在48名健康青年中不产生对停止信号任务所测反应抑制的显著调制作用，且HD-tDCS未表现出强于传统tDCS的效应；贝叶斯分析为各比较支持零假设。结果凸显tDCS效应变异性及预注册重复验证的必要性，即便对于文献中曾报道存在的已知tDCS认知效应。