傑克在普通學校裡很吃力。他被診斷出患有閱讀障礙和數學障礙（計算障礙），以及運動障礙（運動失調）。傑克（不是他的真名）經常行為不端，在課堂上扮小丑。因此，當傑克的父母得知他被倫敦的費爾利之家錄取時，他們感到如釋重負。費爾利之家專門幫助有學習困難的兒童。費爾利也可能是世界上第一所為學生提供接受腦電刺激機會的學校。
這種刺激是作為一項實驗的一部分進行的，該實驗中，包括傑克在內的12名八到十歲的兒童在玩電子遊戲時，頭戴配備電極的帽子。英國牛津大學的神經科學家羅伊·科恩·卡多什領導了2013年的試點研究，他是世界上少數幾個正在調查是否可以透過安全地刺激兒童大腦的特定區域來克服學習困難的研究人員之一。英國斯旺西大學的心理學家尼克·戴維斯說：“如果能夠了解如何向兒童大腦提供有效的腦刺激劑量，以便在發育問題真正開始阻礙兒童學習之前就提前解決，那就太好了。”
在過去的十年裡，使用磁鐵或電流來治療精神或學習障礙，或者僅僅是為了增強認知能力的想法，引起了人們的極大興趣。這種技術被認為是透過啟用神經迴路或使神經元更容易放電來起作用的。這項研究仍處於起步階段，但至少有10,000名成年人接受了這種刺激，而且至少在短期內似乎是安全的。這項技術的一種版本，稱為經顱磁刺激（TMS），已獲得美國食品和藥物管理局的批准，用於治療成年人的偏頭痛和抑鬱症。
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然而，人們對這種技術是否可能在兒童身上產生更大的益處越來越感興趣。尤其有希望的是 TMS 的更便宜、更便攜的同類技術，經顱直流電刺激（TDCS）。
研究人員表示，這種刺激效果可能更容易滲透到兒童體內，因為他們的頭骨比成年人更薄，並且可能對仍在發育的大腦產生更大的影響。然而，那些加強潛在益處的因素也是令人擔憂的原因。“這就像蓋房子：如果你認為事情開始出錯，在開始時比在以後更容易修復，但也很容易破壞它們，”科恩·卡多什說。“我們不知道電刺激是如何與發育中的大腦相互作用的。”
科恩·卡多什還擔心這項技術被濫用。儘管用於醫療的裝置必須符合一定的安全標準，但目前歐洲或美國都沒有法律來規範在僅僅希望提高認知能力的人群中使用 TDCS，並且現在公司在網上銷售 TDCS 耳機。因此，例如，父母可能會試圖在實驗室的受控條件之外提高孩子的認知能力。然而，在權衡了利弊之後，科恩·卡多什決定與費爾利之家洽談進行一項試驗。他還必須尋求倫理批准，並且獲得了批准。“我們非常擔心將腦刺激投入使用，因為作為一所學校，我們對此一無所知，但我們對倫理和安全性感到放心，” 在該學校與兒童一起工作的職業治療師珍妮·林說。
學習增強劑
這項研究是在科恩·卡多什展示了一種名為經顱隨機噪聲刺激（TRNS）的 TDCS 變體可以提高成年人的數學能力的研究基礎上進行的（A. 斯諾博爾 et al. Curr. Biol. 23, 987–992; 2013）。
在費爾利之家的研究中，他的團隊為 12 名有數學學習困難的兒童進行了 9 次 20 分鐘的訓練。一半的志願者接受了 TRNS，目標是大腦中負責計劃和抽象推理等過程的區域；另一半志願者戴著 TRNS 帽子，但沒有接受任何刺激。人們認為 TRNS 透過在學習過程中調節大腦訊號來起作用：在這種情況下，孩子們左右移動身體以引導螢幕上的球落在數軸上的特定點，並且隨著他們的進步，難度會增加。
接受刺激的兒童在表現方面比對照組取得了更大的進步，平均達到 17 級，而對照組為 14 級，並且在普通數學測試分數方面也有顯著提高。科恩·卡多什在 7 月下旬在布里斯托爾舉行的英國精神藥理學協會會議上介紹了這項分析，並且已經提交了出版結果。他現在計劃進一步開展這項研究。
但倫敦大學學院認知神經科學研究所的神經科學家文森特·沃爾什認為，對兒童進行腦刺激的研究還為時過早。他說，在年輕人身上觀察到的益處並不總是在老年人身上看到，而且許多電刺激結果尚未被複制。“將這種糟糕的研究擴充套件到兒童身上根本沒有可靠的科學依據，”他說。
相比之下，戴維斯認為這樣的實驗是合理的，但他擔心在正式研究之外使用這些技術的趨勢。他估計，全球至少有 1000 名兒童作為臨床研究的一部分接受了某種形式的腦刺激，並預計未來會有更多。他強調發表在兒童身上進行的任何研究結果的重要性。“我敦促所有科學家在兒童和年輕人接受腦刺激時分享他們的結果，以便其他科學家從‘失敗’的試驗中學習，並在需要時調整方案。”
本文經許可轉載，於2015 年 9 月 23 日首次發表。