近年来，无创脑刺激（non-invasive brain stimulation，NBS）的治疗效果引起了广泛的关注。经颅磁刺激 (transcranial magnetic stimulation,TMS)和经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulatioin,tDCS）作为无创脑刺激最常用的两种技术，在治疗神经系统疾病中展示出了非常有潜力的应用价值。与手术及深部脑刺激相比，无创脑刺激具有无痛、无创、操作简便、安全可靠等优点。
今天我们就来看看这两种技术有何共同点和差异，并根据这些差异在购买设备时做出合理的选择。
原理对比
TMS的基本原理
TMS 的基本原理在于磁刺激器线圈可以产生随时间变化的磁场，从局部刺激大脑皮质，这种局部的磁场脉冲几乎不衰减地通过头皮和颅骨，在大脑皮质运动区的神经组织产生环行感应电流，使神经细胞去极化并产生诱发电位。TMS 技术主要有三种刺激模式：单脉冲TMS、双脉冲TMS和重复经颅磁刺激（rTMS），其中rTMS影响大脑特定皮质区的兴奋性，显示出了非常独特的功效。低频是指低于1Hz，高频是指高于或者等于5Hz，低频 rTMS 降低神经细胞兴奋性，抑制皮质活动；高频rTMS 则提高神经细胞兴奋性，增强皮质活动。
tDCS的基本原理
tDCS是一种非侵袭性、利用微弱电流(1-2mA)调节大脑皮质神经细胞活动的技术。通过放置在头皮的两个电极，以微弱的极化直流电作用于大脑皮质。tDCS由阴极和阳极两个表面电极片构成,阴极对大脑皮质起抑制作用,阳极对大脑皮质起兴奋作用。神经生理方面的研究表明，tDCS通过调整神经递质如：谷氨酸、r一氨基丁酸、多巴胺、五羟色胺、类胆碱起作用。
设备差异
一般来说，TMS系统的大小介于大型微波炉或迷你冰箱之间，使用壁式电源（220V），较为笨重，通常安装在手推车上。最常用的TMS线圈的外观类似于八字形，该线圈放置在受试者的头部，并通过重型高压电缆连接到机器上，线圈由机械臂固定在特定位置。其他设备包括神经导航系统，它使用先进的红外摄像机或磁性跟踪器。该系统可用于帮助将TMS线圈精确定位到目标脑区域上。
tDCS设备的大小从手机到小型微波炉不等，它们几乎总是由电池供电，重量轻到可以随身携带或放在普通桌面上，就设计和便携性而言，它们与TMS设备完全相反。这也使得它们可以更容易的在临床之外的环境进行设置和使用。在使用tDCS设备时，受试者必须戴上专用的电极帽，该电极帽中装有以安全稳定的方式施加电流的电极。根据系统的不同，这些电极分为干电极、湿电极（盐水电极和导电膏电极），半干电极（凝胶电极）。tDCS设备还配有从设备延伸至佩戴者的小电线，这些电线将与电极相连。
应用差异
TMS在神经系统疾病治疗中的作用
TMS不仅能增加或者降低大脑运动皮层的兴奋性，还对视皮层、前额叶、顶叶、小脑发生作用，可以用来治疗神经系统疾病。2008年，FDA批准了TMS可以用来治疗抑郁症。此外，在神经康复方面也起到了辅助作用。rTMS的治疗效果受两方面因素的影响，一方面是rTMS治疗时的频率、刺激部位、刺激强度、刺激的脉冲、刺激持续的时间、刺激疗程、线圈的形状; 另一方面是患者的病情严重程度、药物治疗情况和个体因素。
不同模式TMS检测体系，在TMS检测过程中，人们发现反复的TMS作用可以使患者症状改善，同时使脑电活动、脑血流、代谢和大脑功能状态发生改变，进一步开发出了重复经颅磁刺激（rTMS）用于神经系统疾病治疗，并逐步发展成当今多模式TMS检测和治疗体系。
tDCS在神经系统疾病治疗中的作用
本世纪以来，经颅直流电刺激技术不断发展，并逐渐成为认知神经科学、神经康复医学、精神病学的研究热点，每年都有大量文章发表在包括《Nature》、《Science》、《NeuroImage》、《Neuroscience》、《Brain Stimulation》在内的相关领域顶级刊物上。主要应用领域涉及情绪调控、认知增强、脑功能调控、道德价值判断、决策研究等。
tDCS技术在神经康复领域中的应用逐渐得到推广，研究发现，tDCS对于脑卒中后肢体运动障碍、认知障碍、失语症、抑郁症以及老年痴呆、帕金森病及脊髓神经网络兴奋性的改变都有不同的治疗作用，是神经康复领域一项非常有发展前景的无创性脑刺激技术。另有研究证实，tDCS联合康复治疗共同使用可以提高常规康复治疗的效果。近年来的研究也发现，tDCS对于纤维肌痛综合征、神经痛及下背痛等也有一定的治疗作用 。
TDCS对抑郁症的影响与氟西汀的对比
总的来说，相对于TMS经颅磁刺激而言，tDCS是比较新的技术，其与TMS相同的地方在于它们都可以用来提高或降低神经元的活跃性，但不同点在于方式不同：tDCS是使用不同的极性电流（阳极或阴极）达到提高或降低神经元活跃性的目的，而TMS则是使用高频或低频磁场达到提高或降低神经元活跃性的目的。TMS 充当神经刺激器，tDCS 充当神经调节器。
那么tDCS和TMS这两种方法哪个更有效呢？实际上这取决于预期的用例，以及您希望用这两种设备实现何种目的，这其中影响的因素非常多，接下来我们就来看看不同的研究选择哪种设备。
两种设备该如何选择
tDCS和TMS对于病人而言都是无痛和安全的，TMS对操作者要求较高，需要操作者长时间握住线圈定点刺激患部，而tDCS由于电极固定在患者头部，因此相对来说对操作者的技术要求并不如TMS。如果您对这方面研究还不够深入的话，选择tDCS将更容易上手。
此外，TMS因为较好的空间和时间分辨率，价格更为昂贵，而 tDCS 的优势在于更易于在双盲或假对照研究中使用，并且更易于与行为任务同时应用。如果您的预算不是非常高，并且需要与行为任务同时进行，那么选择tDCS则更为适合。
最后，TMS由于自身的构造较为笨重，使得它几乎只能在特定场所应用于临床治疗，而tDCS则可以在家中完成，并且应用更加多样，除了临床医学的应用还可应用于认知科学的研究。值得一提的是TMS无法实施伪刺激，而tDCS可以，这使得tDCS的实验结果更加客观，并且已有科学文献证明tDCS的效果的持续性明显要高于TMS。此外，相对于TMS而言，tDCS不会诱发癫痫。
与TMS相比，tDCS对大多数人来说更加陌生，因此，除了以上为大家介绍tDCS与TMS的基本原理、设备外观及应用差异对比之外，我们还将专门介绍一套经颅电刺激系统，以帮助大家更深入的了解tDCS这项技术。
经颅电刺激系统Starstim
无线可穿戴式经颅电刺激系统Starstim结合了高分辨率的经颅直流电刺激（tDCS）和EEG功能，为大脑研究开辟了全新的可能性，通过无线WIFI方式记录数据传输，可同步多通道刺激方案，满足多样的研究需求。
经颅电刺激系统Starstim
在认知科学方面，其可应用于学习能力、记忆力、语言能力、听力、视觉、感觉及功能联系的研究。
在精神病学方面，可用于影响前额叶背外侧皮层的特定脑功能。
在神经病学方面，可用于刺激外周和中枢神经通路。
在康复医学方面，可用于促进肌肉恢复和神经强制的解除。
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