经颅电刺激技术用于运动表现提升的研究进展

张 娜 刘 卉 苗 雨 亓丰学∗

1(北京体育大学运动与脑科学实验室，北京 100084)

2(北京体育大学中国运动与健康研究院，北京 100084)

引言

电刺激最早可追溯到公元43年，古罗马医师用电鳐鱼的电极来缓解患者的头痛和痛风[1]。 1980年，Merton 等[2]首先使用经颅电刺激(transcranial electrical stimulation，TES)直接作用在人体颅骨刺激运动皮质，诱发对侧手部肌肉的运动诱发电位，但因电刺激电流较大引起疼痛，限制其进一步的应用。 20 世纪末至21 世纪初，电刺激再次引起研究者的关注[3]。 Nitsche 等[4]的研究发现，微弱的经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS)能够影响大脑皮质兴奋性，TES 技术受到研究者的重视。 此后的研究进一步发现，除经颅直流电刺激外，经颅交流电刺激(transcranial alternating current stimulation，tACS) 和经颅随机噪声刺激(transcranial random noise stimulation，tRNS)同样可以调节大脑皮质神经活动和/或兴奋性。 目前已知的研究发现，人体对TES 具有较好的耐受性，除了会引起大脑头皮区域短暂的针刺感、瘙痒、轻微变红、轻微灼烧感或幻视等，尚无其他副作用或不可逆的脑损伤报导[5-6]。

TES 作为一种无创、安全的脑刺激技术，从以治疗神经病损类或精神类疾病为主逐渐引入到运动科学的应用中[7]。 2016年，«Nature»报导美国滑雪和雪地滑板协会用tDCS 训练精英跳台滑雪运动员，以缩短提高其专项技能的时间[8]。 Mansfield[9]在COMPLEX 上报道NBA 勇士队在使用“Brain-Zapping”耳机来提高运动员的力量、爆发力和灵活性。 文中在回顾tDCS、tACS 和tRNS 作用机制的基础上，重点综述TES 在提高运动表现方面的研究和应用，包括提高身体平衡能力、提升耐力表现和/或缓解运动疲劳、提升肌肉力量和提升运动学习能力等，为更好地理解和运用TES 技术提供理论参考。

1 经颅电刺激的作用机制

TES 是一种非侵入、无创的脑刺激技术，将微弱的电流通过电极作用于大脑头皮刺激特定的脑区，调节大脑皮质的神经活动和/或兴奋性。 TES 所包括的tDCS、tACS 和tRNS 的刺激波形如图1 所示。

图1 经颅电刺激波形示意图[10]。 (a) 经颅直流电刺激(tDCS)正极；(b) 经颅直流电刺激(tDCS)负极；(c) 经颅交流电刺激(tACS)；(d) 经颅随机噪声刺激(tRNS)Fig.1 Examples of stimulation waveforms for transcranial electrical stimulation (TES)[10].(a) Anodal transcranial direct current stimulation (a-tDCS)； (b) Cathodal transcranial direct current stimulation (c-tDCS)； (c)Transcranial alternating current stimulation (tACS)； (d) Transcranial random noise stimulation (tRNS)

1.1 经颅直流电刺激

tDCS 根据极性的不同分为正极tDCS(图1(a))和负极tDCS(图1 (b))，1 mA tDCS 正极刺激运动皮质，诱发静息膜电位去极化，提升运动皮质兴奋性，然而，1 mA tDCS 负极刺激运动皮质，诱发静息膜电位超极化，降低运动皮质兴奋性[4]。 研究发现，1 mA tDCS 正极刺激运动皮质13 min，运动皮质兴奋性能够持续90 min[11]；2 mA tDCS 正极干预运动皮质15 min 或20 min，诱发运动皮质兴奋性持续90 min[12-13]。 其原因在于谷氨酸受去极化的影响，浓度升高，激活N－甲基－D－天冬氨酸(N-methyl-D－aspartate，NMDA)受体和钙离子通道，神经细胞内钙离子浓度升高，导致长时程增强(long term potentiation，LTP)[14-16]。 1 mA tDCS 负极刺激运动皮质9 min，抑制运动皮质兴奋性长达1 h[17]；3 mA tDCS 负极刺激运动皮质20 min，抑制运动皮质兴奋性达90 min[18]。 这是因为谷氨酸受超极化的影响，浓度降低，激活γ－氨基丁酸(γ－amino-butyric acid，GABA)受体，抑制NMDA 受体和钙离子通道，神经细胞内钙离子浓度降低，导致长时程抑制(long term depression，LTD)[14-16]。 Nitsche 等[19]进行研究发现，4 mA tDCS 刺激人体大脑皮质是安全和可耐受的。 但是，研究者需要结合神经影像学技术进一步探索4 mA tDCS 对大脑皮质神经活动和/或兴奋性的影响，明确4 mA tDCS 相较于1、2、3 mA tDCS 刺激大脑皮质是否更有利于治疗神经病损类或精神病类疾病，是否能更有效的改善健康人、甚至运动员的脑功能和运动表现。

另外，有研究报道tDCS 能调节局部区域的脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)[20]。 Zheng等[21]用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)测量rCBF，结果显示，tDCS 正极和负极分别导致rCBF 的增加和降低，且rCBF 变化的脑区域不只局限于刺激部位，与刺激脑区相关联的部分脑区也发生变化。 Stagg 等[22]研究发现，tDCS 正极干预背外侧前额叶皮质，导致该区域的脑血流灌注增加，负极刺激下脑血流灌注降低。 但是，关于tDCS 结合任务相关活动调节rCBF 需要进一步的研究，验证tDCS 对rCBF 的影响是否受大脑皮质状态的影响。

1.2 经颅交流电刺激

tACS 以不同频率的正弦波刺激大脑头皮，能同步被刺激区域的大脑皮质相应频率的神经振荡，调控内源性大脑皮质节律，从而影响大脑皮质功能[14，23-24]，即内源性振荡与外部节律性刺激同步化[25-26](见图1 (c))。

不同频率的tACS 对大脑皮质的神经活动和/或兴奋性有不同的影响。 研究发现，140 Hz tACS 干预运动皮质10 min，提升运动皮质兴奋性，且这种效应在刺激结束后持续1 h[27-28]。 Chaieb 等[29]研究发现，1、2、5 kHz tACS 刺激运动皮质10 min，提升运动皮质兴奋性。 1 kHz tACS 的后效应持续60 min，2和5 kHz tACS 的后效应持续到刺激结束后的90 min。这可能是由不同的调控机制所介导，140 Hz tACS 能够同步神经元振荡，诱导持续的大脑振荡活动变化；当高于1 kHz 时，tACS 直接选择性地调节神经元的膜兴奋性[30]。 Feurra 等[31]研究发现，20 Hz tACS 刺激运动皮质90 s 提升运动皮质兴奋性。 但是，另有研究发现15 和20 Hz tACS 分别刺激运动皮质10 和20 min 后抑制运动皮质的兴奋性[32-33]。这可能与持续的Beta tACS 对中间神经元活动有阻尼效应，改变GABA 受体和/或NMDA 受体的活动有关[34]。 不同刺激频率和时相、刺激时间和刺激强度的tACS 对大脑皮质神经活动和/或兴奋性有不同的影响，需进一步明确不同刺激频率和刺激剂量对大脑皮质神经活动和/或兴奋性的影响。

1.3 经颅随机噪声刺激

tRNS 与tDCS 技术相比，是一个相对较新的经颅电刺激技术，产生低强度且频率和振幅随机改变的钟形或正态分布的白噪声电流，分为低频(0.1～100 Hz)、高频(101～640 Hz)和全频(0.1～640 Hz)图谱[10，14，35](图1 (d))。 研究发现，1 mA 全频tRNS刺激运动皮质10 min 提高运动皮质兴奋性，其后效应长达60 min[27，36-37]。 Laczó 等[38]研究发现，2 mA高频tRNS 刺激运动皮质10 min，提升运动皮质兴奋性且持续40 min。 研究表明，tRNS 可能是通过调控电压门控钠离子通道来调控大脑皮质兴奋性[39-40]。

2 经颅电刺激应用于运动表现提升

目前，TES 更多应用于神经病损类或精神病类患者的康复治疗，对脑损伤的恢复、情绪的调控、认知功能的改善等有良好的效果。 近些年，逐渐有研究者把TES 应用到运动科学领域，通过增加大脑与神经、肌肉的连接，提高人类在运动中的肌肉协调性，提升人类的运动表现，如提高身体平衡能力、提升耐力表现、缓解运动疲劳、提升肌肉力量和运动学习能力等。

2.1 提高身体平衡能力

平衡能力是人类主要的身体素质之一，是指在运动中或者外力作用下，仍能维持身体姿势的能力，它与身体结构、肌肉协调性和脑组织参与平衡的调节等有关。 Rostami 等[41]研究发现，1 mA tDCS正极每天刺激健康老人的运动皮质20 min，连续干预5 d 后，老人的步态和动态平衡能力得到提升，并且维持1 周。 Xiao 等[42]用高精度tDCS 刺激健康成年人的感觉运动区域20 min，提升受试者的静态平衡能力。 身体平衡能力是运动员具备的基础能力之一，尤其是在非周期性项目中，直接影响运动员的技术和体能等的发挥，tDCS 是否能改善精英运动员动态和静态的平衡能力还需要进一步的研究。

2.2 提升耐力表现和/或缓解运动疲劳

耐力是机体长时间进行肌肉活动的能力，是提高速度、力量等素质的基础。 耐力的好坏直接影响着人类的运动表现。 目前，部分研究探讨了tDCS 干预大脑皮质对神经、肌肉疲劳恢复是否有正向的影响。

Cogiamanian 等[43]研究发现，1.5 mA tDCS 正极刺激右侧运动皮质10 min 后，左肘屈肌等长收缩至力竭的时间增加，并且提高右利手的健康受试者的肌肉耐力， 缓解他们的肌肉疲劳。 同样地，Abdelmoula 等[44]研究发现，1.5 mA tDCS 正极刺激左侧运动皮质10 min 后，提高左利手的健康受试者的肘关节屈肌次最大收缩至疲劳的时间。 Roberto等[45]研究发现，使用Halo 设备施加2 mA tDCS 刺激运动皮质20 min，提高健康成年男性受试者完成Bruce 跑台测试时的峰值摄氧量，增强有氧能力。除对普通人群的研究外，研究者开始探寻tDCS 是否能够提高运动员的耐力表现，例如，Sasada 等[46]研究发现，2 mA tDCS 正极干预运动皮质15 min，延长运动员在耐力骑行测试中骑行至疲劳的时间，提高耐力表现。 Seidel-Marzi 等[47]研究发现，2 mA tDCS正极刺激运动皮质20 min，延缓运动员与非运动员在脚部敲击任务(foot-tapping tasks，FTT)中运动减速(motor slowing，MoSlo)的程度，缓解运动疲劳。 此外，Faria 等[48]使用2 mA tDCS 正极干预左侧背外侧前额叶皮质20 min，提高接受过中等强度抗阻训练男性受试者在下蹲测试(the back-squat exercise)中总的重复次数。

Angius 等[49]研究发现，当考虑负电极的放置位置时，2 mA tDCS 正极干预左侧运动皮质10 min，负电极置于肩部相较于放置于对侧前额位置能更有效地提高受试者下肢的耐力表现。 随后，Angius等[50]又采用2 mA tDCS 正极刺激双侧运动皮质(正极－左侧和右侧运动皮质，负极－同侧肩部)10 min，对于每周至少进行3 h 有氧锻炼的受试者(recreationally active participants)在递增负荷的功率自行车任务中运动至疲劳的时间。

但是，部分tDCS 对肌肉耐力和疲劳影响的研究得到的结论不一致。 研究发现，2 mA tDCS 正极刺激右侧运动皮质10 min 后，并没有改善受试者的肌肉力量和耐力[51-52]。 Wrightson 等[53]研究发现，1 和2 mA tDCS 正极分别干预左侧运动皮质10 min，均未改善健康受试者的耐力表现。 Byrne 等[54]采用2 mA tDCS 正极干预左侧背外侧前额叶皮质20 min后，并未降低因耐力训练导致的疼痛感，也未改善运动表现。 Workman 等[55]用4 mA tDCS 正极刺激健康女性的运动皮质20 min，使其疲劳程度加重。除此之外，针对运动员的研究也有类似的结果，例如，Valenzuela 等[56]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激运动皮质20 min，提高优秀的铁人三项男运动员的活力自我感觉(vigor self-perception)，但并未提高游泳表现。 Mesquita 等[57]用1.5 mA tDCS 正极干预双侧运动皮质(正极－左侧和右侧运动皮质，负极－同侧肩部)15 min 后，降低跆拳道运动员的总踢腿次数，增加主观疲劳感觉等级，损害运动员的耐力表现，且这种效应维持1 h。

以上研究表明，tDCS 是否能够提升健康人群和运动员的耐力表现、缓解运动疲劳尚存分歧。 不同的刺激强度、刺激时间、刺激次数和刺激脑区部位获得的干预效果不同，受试者的个体差异、样本量的数量都可能影响其干预效果。 最佳的刺激剂量、干预方法和tDCS 提高耐力表现和/或缓解运动疲劳的神经生理机制有待进一步的研究。

2.3 提升肌肉力量

肌肉力量是肌肉工作时克服阻力的能力，是实现各种运动的动力，也是提高运动能力的基础。Satoshi 等[58]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激右侧运动皮质10 min 后，提高受试者腿部的夹紧力(pinch force)。 Chandramouli 等[59]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激左侧运动皮质10 min，增加右利手受试者肘屈肌运动单位的募集。 Hendy 等[60]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激右侧运动皮质20 min，同时结合右侧腕伸肌力量训练，提高右利手受试者最大肌力且激活未训练侧腕部的肌肉。 Dos Santos 等[61]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激运动皮质15 min 后，提升膝关节伸肌的最大随意等长收缩力量。 Eduardo 等[62]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激双侧运动皮质(正极－顶点，负极－右侧眶额皮质)20 min 后，可提高受过良好力量训练的受试者反向运动跳跃的高度和肌肉峰值功率，增大肌肉力量。 Roberto 等[45]研究发现，使用Halo 设备施加2 mA tDCS 刺激运动皮质20 min，健康成年男性受试者垂直纵跳的高度增加，下肢肌肉力量增强。 此外，部分研究者研究如何用tDCS 提高运动员的肌肉力量，研究发现，2 mA tDCS正极刺激运动皮质20 min，提高女性手球运动员肩部内外旋肌和足球运动员的股四头肌的最大等长收缩力量[63-64]。 Ali-Mohammad 等[65]的研究发现，2 mA tDCS 正极干预右侧运动皮质和左侧颞叶皮质13 min 后，提高健美运动员的1 次重复最大力量。Alix-Fages 等[66]的研究发现，在抗阻训练之前使用2 mA tDCS 正极干预左侧背外侧前额叶皮质15 min，提高接受过至少两年抗阻训练健康男性受试者重复完成卧推的次数，并保持较高的速度，降低主观疲劳感觉(ratings of perceived exertion，RPE)值。 但是也有研究结果显示，tDCS 并未改善肌肉力量。 2 mA tDCS 正极刺激运动皮质10 min，同时结合力量训练，连续干预3 周，每3 d 进行1 次，共7次，提高膝关节伸肌和屈肌的峰值扭矩，但没有提高受试者的下肢肌肉力量[67]。

以上研究表明，tDCS 能够作为一种提高肌肉力量的辅助工具，除基本的刺激参数外，受试者的状态也是影响干预效果的因素之一。 未来需要加大样本量探索更加全面的肌肉力量评估方式，明确干预的最佳脑区，进一步揭示tDCS 提升肌肉力量的神经生理机制。

2.4 提升运动学习能力

运动技能是指在大脑皮质的主导下，掌握和有效完成专门技术的能力，通过后天学习和训练获得。 部分研究者采取离线刺激任务，即在干预前后进行任务测试，探究tDCS 对运动学习能力提升的影响。 Fan 等[68]使用2 mA tDCS 正极连续干预左侧运动皮质5 d，每次20 min，提高右利手受试者节拍器辅助抓握任务的能力。 Ali-Mohammad 等[69]研究发现，2 mA tDCS 正极刺激右侧小脑和负极刺激左侧背外侧前额叶皮质20 min，降低受试者在镜像追踪任务(mirror-tracing task)中错误的数量。 相对于tDCS 正极干预大脑皮质，tDCS 负极刺激运动皮质显示出相反的结果。 Máximo 等[70]研究发现，1 mA tDCS 负极刺激右侧运动皮质20 min，降低右利手受试者在手指敲击任务中完成正确序列的数量。 Qi等[71]研究发现，1 mA tDCS 负极干预左侧运动皮质10 min，降低与运动观察相关皮质的运动诱发电位，进而削弱与运动执行相关的运动皮质活动。 但是，Oliver 等[72]研究表明，2 mA tDCS 正极干预双侧运动皮质(正极－顶点，负极－前额中央)20 min，没有改善运动员和非运动员在反应时任务和手部、脚部敲击任务中的学习能力。 然而，部分研究者采取在线刺激任务，即在干预过程中进行任务测试，探索tDCS 对运动学习能力提升的影响。 Foerster 等[73]研究发现，健康右利手受试者用右腿执行视觉运动任务过程中接受0.5 mA tDCS 正极刺激左侧腿部运动皮质15 min，提高受试者完成视觉运动任务的速度和准确性。 Jin 等[74]研究发现，健康右利手受试者在执行双手等距力控制任务(bimanual isometric force-control tasks)的过程中，分别接受2 mA tDCS正极刺激左侧运动皮质和左侧背外侧前额叶皮质30 min，均提高受试者在任务中的准确性。 另外，部分研究者结合其他的干预手段探索改善运动学习能力的新策略，Yamaguchi 等[75]研究发现，2 mA tDCS 正极干预运动皮质10 min 并结合注意力集中于拇短展肌时，提高受试者在弹道屈曲运动任务(ballistic flexion movement task)中拇指运动技能的习得。 Debarnot 等[76]研究发现，与单次刺激相比，持续3 d 的2 mA tDCS 正极干预运动皮质13 min 结合身体锻炼或运动想象，提高健康右利手受试者在序列反应时任务中的表现。

综上所述，tDCS 能够提高健康人群的运动学习能力，但是干预效果受多种因素的影响，包括刺激参数、干预的时机和受试者的大脑状态等，导致研究结果存在一定的区别。 tDCS 对精英运动员运动学习能力影响的研究相对较少，需要结合对健康非运动员人群的研究方法，进一步探讨tDCS 在何种时机下用多少剂量干预运动员哪些大脑皮质和如何干预大脑皮质能更有效的改善运动员的学习能力，从而建立以运动员为主体的tDCS 干预指标。

部分学者验证了tACS 和tRNS 影响人类的运动学习能力。 Pollok 等[77]研究发现，10 和20 Hz tACS 分别刺激左侧运动皮质，提高右利手受试者在序列反应时任务中的学习能力。 Vanessa 等[78]研究发现，20 Hz tACS 干预运动皮质10 min 后，降低受试者在序列反应时任务中的反应时长，促进运动学习能力。 Giustiniani 等[79]研究发现，在完成序列反应时任务的整个过程中施加40 Hz tACS 干预左侧运动皮质，降低健康右利手受试者的反应时间。Sugata 等[80]研究发现，70 Hz tACS 刺激左侧运动皮质10 min 后，降低受试者在视觉暗示按压按钮任务(visually cued button press task)的反应时长，提高运动学习能力。 Bologna 等[81]研究发现，在运动学习任务过程中施加tACS 干预，20 Hz tACS 抑制运动技能的习得，70 Hz tACS 则促进运动技能的习得。 另外，Berntsen 等[82]研究发现，当把刺激脑区位置考虑在内时，相较于刺激顶叶和运动皮质，tACS 刺激前额叶皮质，提高受试者在手部运动序列任务中运动序列再现能力。 以上研究表明，tACS 能够提升人类的运动学习能力，但是在不同的干预时机下，不同刺激频率干预不同脑区对学习能力的影响不同，未来进一步验证其刺激效果，明确不同刺激频率干预不同脑区的效应。

Andreas 等[83]探索tRNS 对改善运动学习能力的研究显示，高频(101～640 Hz)tRNS 干预运动皮质10 min，提升健康右利手受试者执行GO/NO-GO任务的准确性和降低反应时间。 同样，全频(0.1～640 Hz)tRNS 干预左侧运动皮质10 min，降低受试者在视觉眼肌追踪任务(visuomotor tracking task)中的错误率，提高运动学习能力[84]。 但 是，Albuquerque 等[85]研究显示，高频(101～640 Hz)tRNS 干预运动皮质20 min，没有提高高尔夫推杆任务的技能获得或保持。 以上研究表明，tRNS 能够提升人类的运动学习能力，但是不同的学习任务达到的效果不同。 tRNS 干预运动学习能力的研究相对较少，未来需要针对不同的群体、不同的学习任务范式进行系统的研究，明确tRNS 改善任务学习能力的标准。

3 经颅电刺激应用于脑网络功能连通性

大脑是人类神经系统的最高级部分，人体各种功能活动在大脑皮质的解剖结构上都有其特定的脑区，这些脑区间通过大脑节点紧密连接在一起，如果某特定大脑网络的一个节点受到刺激，那么这种效应将扩散到功能相互关联的其它脑区[14，86-87]。研究发现，TES 不仅能调控被刺激脑区的局部神经活动和/或兴奋性，而且对相互关联的大脑网络也有影响[88-89]，例如，tDCS 可增强静息状态下运动网络的连接[90-91]，提高脑网络功能的连通性[92]。

研究发现，tDCS 刺激运动皮质，受刺激大脑半球的前运动皮质、运动皮质和感觉运动皮质的功能性连接显著增强，同时，半球间、半球内的脑区间连接也发生变化[93]。 Bernhard 等[94]用tDCS 刺激单侧和双侧感觉运动皮质(正极－右侧感觉运动皮质；负极－左侧感觉运动皮质)导致脑区功能连通性改变，但tDCS 刺激双侧感觉运动皮质主要调节运动皮质和前额叶皮质的连通性，tDCS 刺激单侧感觉运动皮质调节的是前额叶皮质、顶叶皮质和小脑的连通性。 随后，Bernhard 等[95]研究者用tDCS 刺激右利手健康受试者的单侧和双侧运动皮质(正极－左侧运动皮质，负极－右侧运动皮质)，结果显示，在刺激期间，不论刺激单侧还是双侧运动皮质，大脑半球间功能连通性降低，但在tDCS 刺激结束后，仅在双侧刺激运动皮质观察到右侧运动皮质内功能连通性增加。 Moisa 等[96]研究发现，健康右利手受试者在完成视觉眼肌运动任务时接受70 Hz tACS 干预左侧运动皮质，提高受试者的任务表现，调节背内侧前额叶皮质活动。 除运动皮质外，部分研究者用tDCS 对运动脑功能网络中的其他脑区节点进行干预。 例如，Yaqub 等[97]研究发现，高精度tDCS 刺激健康男性受试者的前额叶皮质，提高受试者受刺激大脑半球的整体连通性以及与受刺激区域功能相关联的大脑半球间的连通性。 Hunter 等[98]研究发现，tDCS 干预右利手受试者右侧顶叶皮质，增加受刺激半球的上顶叶、下顶叶、左额顶叶、突显网络(salience network)和小脑网络间的连通性，降低前扣带回和基底神经节间的连通性。 TES 为了解脑皮质间的功能连接在各种行为活动中的作用提供新的方法。 TES 不仅能调节受刺激脑区的神经活动，而且影响与其功能相关的其他脑区神经活动，探索如何通过TES 刺激脑网络来更加有效的提升运动表现，阐明TES 改善运动表现背后的神经机制是未来研究的重点之一。

4 展望

tDCS 根据极性的不同能够改善健康人群和运动员的运动表现，包括提高身体平衡能力、提升耐力表现和/或缓解运动疲劳、提升肌肉力量和运动学习能力等。 tACS 根据刺激频率的不同和tRNS 根据全频或高频图谱能够提升健康人群的运动学习能力。

大脑掌控着人类绝大部分的学习与运动。 运动训练的过程虽然侧重于对运动技能、身体表现等方面的训练，但其内在的本质仍然是依靠大脑皮质建立神经连接，从而使神经系统更好的控制肌肉。未来可针对以下几个方面进行深入研究。

1)进一步验证tACS 和tRNS 对改善人类运动表现的有效性。 目前tACS 和tRNS 较多应用于运动学习能力提升的研究中，随着从实验室研究到运动科学应用研究的转变，未来研究需要进一步验证tACS 和tRNS 在提升身体平衡能力、耐力表现、肌肉力量和缓解运动疲劳等方面的有效性。

2)明确适宜的TES 刺激参数(如，刺激强度、频率、持续时间和重复刺激时间间隔等)。 目前TES用于运动表现提升的刺激参数更多基于健康非运动员群体或病人群体的刺激模式，未来研究需要扩大样本量，包括精英运动员和业余运动员群体，根据不同运动项目，明确更适宜有效的TES 刺激参数。

3)进一步揭示TES 单独或TES 结合任务活动干预大脑皮质提升运动表现的神经机制。 以往研究证明TES 具有改善运动表现的潜力，但其结果缺乏一致性，具体的作用机制尚不清楚，未来需进一步结合脑电图(electroencephalography，EEG)、脑磁图(magnetoencephalography，MEG)、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)或近红外脑功能成像(functional near-infrared imaging，fNIR)等多模态神经功能成像技术来验证TES 单独或TES 结合任务相关活动对大脑皮质神经活动和/或兴奋性的影响及其神经机制。

4)探索TES 刺激脑网络是否能更有效的提升运动表现。 大脑是个复杂的网络，各个脑区间通过核心/节点连接，已有研究显示，刺激某一核心/节点，与其功能相关联的脑区也会被影响[99]。 未来需借助神经影像学技术阐明TES 刺激脑网络核心/节点对运动表现的影响及神经机制。

5)针对不同的运动项目探索TES 如何结合相关的运动训练任务提升运动员的运动表现。 当前与运动表现相关的研究较多基于特定的实验情景，局限于探究某一种运动素质(如肌肉力量、耐力表现等)，与实际的运动情景有所区别。 运动表现是多种运动素质的集中体现，未来需要进一步探索在真实运动情境中，便携式TES 设备结合多模态的评价方法有效提升运动表现的干预模式。