我們都有這樣的經(jīng)歷，長時間做一件事，比如開長途、學(xué)習(xí)、工作，會感到頭痛、頭暈，并出現(xiàn)耳鳴、視力模糊，注意力下降等情況。這是典型的大腦疲勞癥狀。大腦疲勞也稱腦疲勞(Mental Fatigue)，是指高強度或長時間持續(xù)腦力活動后，身體感到不適的狀態(tài)。腦疲勞的產(chǎn)生會導(dǎo)致工作能力減弱、工作效率降低，長時間處于腦力疲勞狀態(tài)會對精神狀態(tài)及身心健康造成巨大損傷。

大腦疲勞的典型癥狀

1、日�；顒樱耗X疲勞者在晨起時可能會出現(xiàn)賴床的情況，平日里活動度較低、四肢無力或下肢沉重，還會伴有頭暈、頭痛、頭昏、耳鳴以及眼冒金星等不適感;

2、社會交往：腦疲勞群體參加社交活動的意愿普遍偏低，平時不愿與陌生人交往，說話聲音細而短且有氣無力;

3、注意力：腦疲勞群體多表現(xiàn)為注意力下降、反應(yīng)遲鈍、記憶力下降或減退、經(jīng)常發(fā)呆，部分人還可能會出現(xiàn)精神倦怠的情況，過分依賴茶或咖啡等提神飲料;

4、心理：腦疲勞者通常煩躁易怒、心緒不寧、精神不振、思維紊亂或情緒易波動，容易出現(xiàn)考前、賽前綜合癥;

5、飲食：腦疲勞群體常感覺口苦無味，食欲相對較差。一方面厭惡油膩食物，另一方面卻傾向于在飯菜中添加刺激性調(diào)料;

6、睡眠：腦疲勞的人平時眼睛疲勞、哈欠不斷、打盹不止，在睡前則會胡思亂想，可能會伴有入睡困難或易醒、多夢等情況。

tDCS改善大腦疲勞的臨床試驗

近年來，tDCS在神經(jīng)調(diào)控領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其安全、便捷、實用的特性也得到了充分驗證。在此基礎(chǔ)上，天津大學(xué)進行了一項旨在驗證tDCS改善大腦疲勞的臨床試驗，并取得了理想的成果。

該試驗原理是通過一系列的重復(fù)任務(wù)，造成被試大腦疲勞;然后通過tDCS進行干預(yù)(真?zhèn)螌Ρ葴y試)，并在干預(yù)前后測試大腦疲勞狀態(tài)的變化情況。所有被試，要求在開始前24 小時內(nèi)不飲用咖啡、茶、酒精類飲品，不服用任何藥物，保證充足睡眠，以良好的精神狀態(tài)參加第二天的試驗。

tDCS干預(yù)方案，真刺激組的陽極選擇安放在左側(cè)前額葉區(qū)，陰極置于右眶上區(qū)，電流強度為1.2mA，刺激時間持續(xù)20分鐘;偽刺激組選擇刺激位置、強度與真刺激組一致，但刺激時間降為60秒。

試驗流程圖

整個試驗持續(xù)90分鐘，先進行5分鐘的準備，然后開始40分鐘的測試，此時大腦進入疲勞階段;然后進行20分鐘的tDCS干預(yù)(真?zhèn)未碳?;接下來再進行30分鐘的測試，并對試驗數(shù)據(jù)進行比較。

通過真?zhèn)未碳そM的對比發(fā)現(xiàn)，真刺激后，被試任務(wù)中被試反應(yīng)時間有降低趨勢，偽刺激組反應(yīng)時間增加且趨勢基本保持不變。

上述結(jié)果，從行為學(xué)的角度可以證明20分鐘的tDCS干預(yù)，對腦力疲勞有一定的緩解作用。

在90分鐘的試驗中，前40分鐘為單純的任務(wù)時間，第40-60分鐘施加tDCS干預(yù)，由于干預(yù)會造成腦電信號混亂，所以干預(yù)時的腦電信號不能加以分析。可供分析的腦電數(shù)據(jù)時間為實驗時間的0-40分鐘及65-90分鐘，相應(yīng)代表刺激前和刺激后。

如上圖所示，為試驗期間腦電平均功率變化情況。從初始5分鐘至30分鐘時間內(nèi)，平均功率基本不變，30 分鐘后逐漸上升并且持續(xù)上升至90分鐘，真刺激組 0-30 分鐘內(nèi)平均功率則先有所下降，30 分鐘后逐漸上升，在40 分鐘開始持續(xù)20分鐘的電刺激，刺激結(jié)束后的10分鐘內(nèi)，真刺激組的平均功率明顯上升高于偽刺激組。

如上圖所示，為試驗期間腦電平均功率的變化情況�？梢愿�加直觀地看出，40分鐘時相對于初始 5 分鐘變化率為負值，表示相對降低，而經(jīng)過電刺激后的5分鐘平均功率變化率為正值，并且在后期70-90分鐘仍然呈持續(xù)增加的趨勢，而真刺激組增加顯著高于偽刺激組。

alpha頻段變化值腦地形圖

如上圖所示，在試驗開始后10-30分鐘，真刺激組alpha頻段能量較初始狀態(tài)能量在全腦逐漸降低，30 分鐘之后alpha能量由枕區(qū)開始升高并逐漸至全腦alpha能量均增加。偽刺激組則相對于初始狀態(tài)alpha能量一直呈現(xiàn)逐漸增加狀態(tài)，且其能量增加程度遠小于真刺激組。

時頻分析的結(jié)果表明，施加于DLPLC的陽極經(jīng)顱電刺激可增加alpha和theta頻段能量。該結(jié)果證明陽極經(jīng)顱電刺激激活了大腦皮層興奮性，從而使警覺度升高，腦力疲勞狀態(tài)短時間內(nèi)得到緩解。

通過計算腦功能網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點間的平均路徑長度，可以判斷信息在腦網(wǎng)絡(luò)中的傳遞效率。

如上圖所示，是真?zhèn)未碳そM刺激前后平均路徑長度值，可見，經(jīng)顱直流電刺激后的平均路徑長度值明顯小于刺激前(刺激前均值為43.62，刺激后均值32.66);而在偽刺激組中，刺激后的路徑長度反而增加(刺激前均值為44.97，刺激后均值54.85)。

節(jié)點間平均路徑長度在真刺激后降低，偽刺激后增加，刺激前兩組間沒有顯著性差異但刺激后真?zhèn)未碳そM有顯著性差異，證明腦力疲勞后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的信息傳遞效率降低，經(jīng)過經(jīng)顱直流電刺激后這種降低得到緩解。

研究結(jié)論

試驗表明，陽極經(jīng)顱直流電刺激能夠提高大腦皮層興奮性，施加于DLPFC的陽極tDCS 短期內(nèi)可以提升認知功能的行為學(xué)表現(xiàn)，并且對腦電信號中alpha頻段和theta頻段能量有增加效果。

本試驗在行為學(xué)表現(xiàn)和生理信號指標結(jié)果分析得到了較為一致的結(jié)果，說明了tDCS對腦疲勞具有積極改善作用。

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參考資料

崔歡歡. 經(jīng)顱直流電刺激對腦力疲勞調(diào)控作用的研究.