一款能刺激運動員大腦的裝置可能成為體育界的一項重大成果，也可能引發一場巨大爭議。

那是4月中旬一個寒冷的早晨，地點是硅谷郊區的門洛帕克。

太陽慢慢爬上地平線，技術員們發動了特斯拉，咖啡師們則開啟了咖啡機。我并沒有進行自己慣常的早間活動，而是顫抖著穿上運動服，大步走向一個專業運動員訓練場館。我的腦子一片混亂，既有期待又有好奇，也有一絲擔憂。●幾分鐘后，一名技術人員將給我戴上一款名為Halo Sport的新設備，這副看似普通的耳機將向我大腦的運動皮層發送一股電流。這股電流將刺激負責向肌肉發送運動指令的神經元，據說會讓我的大腦更好地傳輸這些指令。這款設備的研發公司是位于舊金山的創業公司Halo Neuroscience，該公司表示，將刺激和體能訓練結合起來可以讓運動員擁有獲勝優勢，這款產品可以讓人變得更快、更強、更敏捷或者更加協調。●Halo還未上市，但體育運動界（在這個領域，即使一點點提高也能造成第1名和第18名的區別）已經開始使用了。短跑運動員和游泳運動員等一些奧運選手使用了Halo的上市前版本，備戰里約奧運會。專業的籃球隊、棒球隊和美式橄欖球隊也在試用；該公司拒絕透露這些運動隊的名稱，但金州勇士隊的一名籃球運動員已在自己的推特上發布了一張頭戴該款設備的照片。第一批面向普通消費者的預售產品的價格為549美元（零售價將為749美元），現已售罄，計劃于10月出貨。

去年4月，我接受了一個Halo的試用機會。我一直在跟蹤大腦刺激技術的新進展，充滿好奇地關注著人們為了醫療或娛樂目的而電擊自己大腦的行為。高端一點的方法，可以通過手術將刺激裝置植入腦深層，幫助帕金森病人正?；顒?。低端一點的方法，各種通過頭皮發送電流的無創式系統對DIY愛好者來說既容易又便宜，可在家嘗試?，F在，我們都可以成為大腦黑客了。

準備好試一下了嗎？要打造你自己的裝備，只需要把一塊9伏電池、簡單的電路和兩塊海綿狀電極綁在頭上即可。這幾年，熱衷自我試驗的人們在Reddit和各大論壇留言板上交流了最基本的腦刺激技巧——經顱直流電刺激（tDCS）。人們還在論壇上提出問題，針對如何使用自制tDCS系統治療抑郁、焦慮慢性疼痛等身體不適情況尋求建議。

現在，一些創業者帶來了商用設備，希望能開啟一個全新的可穿戴設備領域。這些創業企業沒有公開聲稱產品的醫學功能，因此到目前為止避免了政府監管機構的審查。（如果你只是對使用tDCS治療抑郁的研究感到好奇，沒問題，他們很樂意提供信息，包括具體的電極放置圖。）不過這一新生市場上的十幾家公司都敢宣稱其產品會讓健康人士表現得更好。如果你相信網站上的介紹，就是相信這些設備能夠改善你的記憶力、注意力、創造力和學習能力。你想成為社交能手嗎？想數學更好？想戒掉煙癮？你算找到辦法了。

“有些tDCS設備聲稱差不多能讓人變成超級英雄?！?/span> 在牛津大學神經倫理學中心從事大腦干預技術研究的生物倫理學家漢納?馬斯林（Hannah Maslen）說，“從神經科學角度來看，他們宣稱的有些功能在理論上都是不可信的。”

雖然tDCS已在嚴格受控的實驗室條件下經過廣泛研究，但依然很難把敏感的神經技術變成每位用戶每次使用都不會出現故障的量產消費性產品。針對商用腦刺激裝置開展的研究不是很多，其中一項研究以位于倫敦的創業公司Foc.us的首個產品為對象。根據該公司的營銷介紹，該設備能夠提高注意力和記憶力，使用戶在玩電子游戲時表現得更出色。然而，研究人員發現，結果完全相反：研究對象戴著耳機做記憶任務時，他們的表現實際上更差。

Halo Neuroscience則似乎更正統一些。該公司的聯合創始人丹尼爾?趙（Daniel Chao）和布雷特?溫格利爾（Brett Wingeier）此前在NeuroPace工作，NeuroPace是一家醫療設備公司，曾為癲癇病人研發了一款突破性的大腦植入產品。在交談過程中，這兩位聯合創始人似乎都沉迷于他們的雙盲、假對照研究。他們沒有說他們的設備可以實現一切功能，而僅僅宣稱Halo Sport具有一個非常吸引人的功能：可幫助運動員提高運動技能。

在去體育館試驗Halo的路上，我腦子里滿是問題。這個東西真的有效嗎？如果真能提高運動員的表現，我是不是在見證著大腦興奮劑的出現？

在我第一次試驗這款設備之前，趙和溫格利爾簡要向我科普了一下。Halo公司時尚寬敞的辦公室位于舊金山市區，開放式的布局中有大工作臺、塞滿開心果的廚房，以及名字有趣的會議室，風格很適合技術創業企業?！邦~葉皮質”位于辦公室最前側，靠近前臺；我們在“海馬體”開會，位于辦公室后方，比較隱蔽。

趙畢業于斯坦福大學，擁有醫學學士學位和神經科學碩士學位，負責講解生物學知識；溫格利爾是生物醫學工程博士畢業，負責講解技術內容。2013年他們從NeuroPace離職，在此之前NeuroPace已獲準進入癲癇植入領域；有了這個里程碑式的事件，他們著手準備創立一家新公司。雖然沒有明確的產品計劃，但他們希望這款產品會成為另一種醫療設備?！拔覀儚臎]想過我們的公司會變成一家運動科學公司?！壁w如是說。

他們確定的是：他們想在tDCS的基礎上建立一家公司。在這種大腦黑客技術里，陽極和陰極放在頭皮的特定位置，以引導電流通過大腦的目標區域。2000年，研究人員發表了首批重要研究，證明tDCS對人類的影響，從此以后相關研究急速增長。去年出現了600多項tDCS研究。研究范圍令人震驚，因為潛在應用的數量像要研究的目標大腦區域一樣多。研究人員測試tDCS在成癮性、ADHD多動癥、阿茲海默癥、失語癥、自閉癥等病癥中的治療效果——這只是其中一個方面；另一方面，科學家也在嘗試搞清楚tDCS是否能影響創造力、品德、學習、記憶等心理過程。

不過，當這些熱衷tDCS的科學家在研究tDCS能做什么的時候，一些懷疑主義者認為，許多有希望的成效都不會實現。其中一個重要聲音來自倫敦大學學院認知神經科學教授文森特?沃爾什（Vincent Walsh），他認為tDCS研究只達成了一些很小的效果，“過于夸張”，許多結果尚未得到重復證實，他擔心正面報道有失偏頗。“我覺得人們沒有把所有沒有效果的試驗報道出來。”他說。

在這一復雜背景下，Halo的聯合創始人采取了一種謹慎的辦法?！肮具\營的第一年，我們做了一些不同于其他創業企業的事情：我們壓根沒有考慮過產品?！壁w說。相反，他們做了一張表，列出了全部有可能的tDCS大腦目標區域，然后開始試驗，在超過1500名志愿者身上測試了一個粗糙的樣品。他們在尋找能夠產生可測量且可靠的結果的刺激步驟。

成功的數據來自于運動皮質試驗，該大腦區域控制著自主運動。因此，趙和溫格利爾便問自己，誰會對這種能夠增強這一大腦區域活動的產品感興趣呢？答案很明顯：運動員。他們開始研發Halo，但趙說他擔心體育團隊不愿意采用腦刺激的方法：“這個問題一直讓我失眠：我跟棒球隊總經理的第一次會面將是什么樣的？我會被嘲笑，被趕出辦公室嗎？”

紐約城市學院生物醫學工程教授、一流的tDCS專家馬羅姆?比克松（Marom Bikson）表示，該公司以大腦運動皮層為目標的決定，從科學角度來講是可行的。他引用了顯示對運動有明顯效果的論文，使用了手指敲擊速度等度量指標，說：“非常明確，當你以某種方式應用tDCS的時候，會改變運動皮層的興奮性?！辈贿^他很快又補充道，手指靈活度與運動表現還是存在很大差別的。比克松說，科學家們還沒有見到短跑運動員的速度或者棒球運動員的長打率等方面的成果。Halo這樣的公司“相較于科學家來說，經常會夸大產品效果”。

比克松對Halo保留評判意見，但懷疑主義者沃爾什則愿意預言?！巴ㄟ^炒作，短期內會賣出一些?！彼f，“然后，許多體育機構的儲藏間里將放著未使用的機器?！?/span>

雖然專家們對于tDCS的有效性和確切機制持有不同意見，但它背后的科學還是沒有爭議的。大腦是一個電子器官，其860億個神經元通過電子脈沖進行交流。電壓改變會導致一個神經元“激發”，然后釋放化學物質，引起相連神經元的電壓發生變化。從維持心跳等自動功能到理解閱讀字詞含義等認知過程，大腦的每一步運作都可以理解為一種電子活動形式，神經元沿著具體路徑“激發”。

當tDCS裝置通過頭皮發送一股電流的時候，很可能讓神經元在受到刺激的大腦區域里被激發。大腦每激活一次神經通路，便加強了這些細胞之間的連接。因此重復刺激能具有長效影響，練習一項新技巧會提高表現：不管是法語學生背誦動詞變位還是高爾夫球手練習揮桿，其實都是在強化相關的神經通路。

運動皮層通過末梢神經向肌肉發送命令，Halo Sport則對運動皮層里的神經元起作用。但是，運動員不能只期望坐在沙發上隨意戴上Halo耳機便能提高籃球球技。他們還必須把刺激和訓練配合起來，比如，在投罰球的時候戴著Halo，強化正確通路。“還是需要訓練?！壁w說。他認為，同樣的原則讓Halo成為一個有用的力量訓練工具，因為“舉重訓練跟精細運動同樣都是一種技巧”。舉杠鈴時依然戴著Halo耳機的運動員會加強運動皮層的訓練，更好地激活肌肉纖維，從每一次重復動作中都能多獲得一點回報。

向大腦傳送電流安全嗎？就像我在跟朋友介紹這個項目的時候所發現的，大部分人都表現出了擔憂。一些神經科學家將這種反應稱為“飛越瘋人院”效應，以同名小說和電影命名，講述了一名精神科護士把電休克療法（ECT）作為武器，將反叛者變成了安于現狀的“行尸走肉”。

雖然電痙攣療法（這種療法的正確名稱）被廣泛視為可幫助深度抑郁者擺脫意志消沉的有效方式，但在這里也需要考慮一個程度問題。在一般的電休克療法中，會有800或900毫安的電流通過病人的大腦，發生作用，功能類似神經重置。Halo Sport最高電流輸出為2毫安。它更像連接了一塊土豆電池而不是一臺電休克機器。

在那個4月的早晨，當我走過門洛帕克訓練館大門時，我急切地想知道幾毫安能對我的運動皮質和肱二頭肌產生什么影響。槍炮與玫瑰樂隊的歌回響在這個洞穴般的空間里，力量訓練器材砸得混凝土地板鏗鏘作響，我跟拿給我耳機的Halo員工聊了起來。

Halo Sport旨在像蘋果產品那樣直觀易用，耳機上只有一個按鈕，所有功能都通過一個智能手機應用進行控制。我可以更改刺激水平和時長（標準時間為20分鐘），也可以選擇刺激設置，刺激上半身或下半身。Halo的海綿狀電極板被塞在兩個聽筒之間的環中；當我把耳機戴到頭上時，電極很自然地就停留在我的運動皮層（兩個耳朵之間的一條弧形腦組織）。我把環進一步向頭皮壓下去，然后檢查了一下Halo應用程序。它固執地顯示“接觸不良”錯誤。

在該應用沒有確認電極板和我的頭皮穩定連接之前，Halo無法啟動，但它遲遲沒有顯示檢測正常。Halo工作人員自己試的時候，應用屏幕上立刻亮起綠燈，表示可以啟動。但一到我，無論怎么擺動、按壓或者調整耳機位置，都不管用。工作人員有點沮喪，表示不是我頭發的問題；他見過Halo在梳著爆炸頭、玉米辮或臟辮的運動員頭上也能正常工作。

最后發現Halo沒有問題——有問題的是我的頭。后來我們去了Halo總部排查故障，溫格利爾告訴我，他們已對設備進行了3000多次測試，我是第二個無法讓設備工作的人。溫格利爾的手機應用顯示出診斷結果：我的身體電阻超標。根據Halo的程序設置，如果遇到的電阻超過1.2萬歐姆，設備就會中止，而我的電阻為4.5萬歐姆?！懊堪l生一次這樣的事情，我們都能學到一點經驗教訓?！睖馗窭麪枒醒笱蟮卣f。

溫格利爾對設備進行重新設置、取消中止功能的時候，他盡量克制著自己，不再取笑我厚厚的頭蓋骨。設置更改完后，在4天的試驗期間，我的Halo都工作得好好的，產生的結果也很有趣（參見“強化肱二頭肌”）。設備啟動的時候，電極板下的皮膚稍有刺痛，但幾秒種后就消失了。而我只是覺得自己戴了一副好耳機：為了讓運動員忘記這項技術，專注訓練，Halo甚至可以連接手機或iPod播放音樂。

我身體的電阻可能異常高，但我的經歷給Halo公司提出了一個難題。我問兩位聯合創始人，對于在結構細節和工作方式上像雪花一樣各不相同的大腦，Halo能制造出一臺適用于各種大腦的暢銷的神經科學設備嗎？

溫格利爾表示，公司的測試顯示，Halo產品“大部分情況下，在大多數人身上工作得都很好”。趙還將它與第一輛量產化汽車Model T相比。趙說，當他們發現個別消費者想要什么、需要什么的時候，他們就能開始生產“運動型汽車、SUV、緊湊型汽車和旅行車”。甚至除基本的黑色外，還能再推出其他配色方案。

Halo公司通過多次雙盲、假對照試驗驗證了它們的標準協議，并作為白皮書進行發布。其中一項研究表明，Halo Sport的刺激使用戶在需要捏手指的任務里施加更多力量，另一項研究則證明Halo Sport對要求測試對象敲擊鍵盤上不同按鍵的精細運動任務有積極效果?，F在，Halo團隊正在撰寫另一項研究——通過一臺肱二頭肌訓練機（與實際運動訓練非常類似的一種裝置）研究肌肉輸出。趙表示，未來該公司將在同行評審的雜志上發表研究結果。

這些研究會測量每次刺激試驗中每個測試對象的表現，但Halo Sport旨在成為一種長期訓練方法。有大幅提升空間的人可能會立即看到效果，不過運動愛好者可能需要一到兩周才能發現不同。而夢想獲得冠軍戒指和金牌的最優秀的運動員，可能看到的提高最小——但他們卻是感到最為滿意的客戶。

舉個例子，參加2018年冬奧會訓練的滑雪運動員和單板滑雪運動員已經開始集訓。特伊?泰勒（Troy Taylor）是負責提升他們成績的主管，他一直在尋找能夠幫助運動員取得優勢的設備。他說，每年都能聽到500多種產品介紹，包括各種可疑的補充劑和可穿戴設備。但當他聽說Halo的時候，他突然覺得這可能是幫助他的滑雪運動員解決當前面臨問題的一種可行辦法。

泰勒說，足球和籃球運動員訓練的時候，可能要花70%到80%的時間實際練習這項運動?！暗诨┖蛦伟寤┻\動中，我們的運動員可能只有5%～10%的實際雪上滑行時間。”他說。其余大部分時間，他們都是坐在纜椅上等著。這種能夠加速運動員的學習能力、把這些寶貴的滑雪訓練機會發揮出最大效果的技術極大引起了他的興趣。

泰勒決定著手測試一下Halo是否真如廣告中所說的那樣有效，是否能成為一種有用的訓練工具。因此，2015年末，他開始在滑雪隊訓練館里對一組跳臺滑雪運動員進行自己的研究性試驗。在接受或真或假的刺激的同時，運動員們也在練習從滾桶上的一組滑板向上跳?！拔以谏厦婊菊静蛔　！?/span> 泰勒說，“但一名優秀運動員就能做到，站在上面，然后再跳?！痹?/span>3周的學習過程中，滑板下的一塊測力板會測量運動員起跳時產生的力量。結果顯示，接受假刺激的一組提高了18%，而接受真刺激的一組提高了31%。

每次嘗試后，運動員們都能得到即時反饋，幫助他們持續調整肌肉控制方式。泰勒表示，在Halo的神經刺激下，這些控制模式得到了強化，運動員們也加快了正常的學習過程。他被這一產品折服了。泰勒說，要讓今天已經非常優秀的運動員變得更優秀，關鍵不在于提高他們的體能，而在于提升他們的大腦?！拔覀兒芗樱覀冇X得它可能會在2018年冬奧會中給我們提供競爭性優勢。”他說。

不過這些初步成功提出了一個問題：大腦入侵也算給大腦服用興奮劑嗎？泰勒當然不這么認為。他認為，凡是不會威脅運動員身體健康、未被當局禁止的技能提高辦法都是公平的?！拔矣胸熑螖U大它的適用范圍?！彼f。

世界反興奮劑機構（WADA）制定了一份清單，列出了國際奧委會禁止的提高運動表現的物質和治療方法。WADA科學主任奧利維爾?拉賓（Olivier Rabin）表示，他的團隊正“積極關注”大腦刺激技術，最近還討論了tDCS和類似技術是否應該被列入禁止清單。他們的結論是：現在還不是做出這個決定的時候?！爱斍?，我們的專家認為還缺少反對這些技術的信息?！彼f。

     拉賓表示，首先，他需要科學證據證明tDCS確實能提高運動員的表現。而且他并沒有屏息以待。他說，在他14年的工作經歷中，他已經見到過許多技術被炒作之后并沒有取得成功。但是，如果tDCS的效果得到證實，WADA將根據另外兩個標準來判斷這項技術：它是否威脅運動員的健康，它是否違反了“體育運動精神”。如果違反了任何一個標準，它都將被禁止。

不過這兩個標準都比較棘手。成千上萬次臨床試驗已證明，短期來看，tDCS是安全的——最壞的副作用是電極下的皮膚不適和偶爾頭痛。但這項技術如此之新，目前尚無法開展長期安全性研究。對于另一個標準，什么是“體育運動精神”也沒有清晰定義。在WADA的《世界反興奮劑條例》中，用一長串原則對這個術語下了定義，總結為“奧林匹克精神的基礎，通過完善每個人的天賦追求人類的卓越”。最后，如果相關部門決定tDCS應該被禁止，他們依然面臨一個難題：沒有辦法進行檢測。

在相關部門猶豫期間，Halo將繼續努力進入主流市場。對于這家具有雄心壯志的公司來說，運動員只是它的首批目標客戶。南卡羅萊納州的一位神經學家正對中風病人測試Halo，看刺激運動皮層是否能夠加速恢復。趙設想了一系列Halo產品，以便向消費者提供不同類型的精神改善效果。“如果你想學中文，我們就刺激你的語言中樞，會產生什么樣的效果？”他說，“如果我們刺激記憶中樞，并配合大腦訓練游戲又會怎樣？”

如果體育英雄們利用一項技術讓自己稍微表現得更好，那么看臺上的觀眾就很有可能也渴望讓自己得到提升。在這個由更機敏、更強大、更聰明的人組成的新社會里，我將頂著特別厚的顱骨，成為那個四處徘徊的落伍之人。

高技術耳機：運動員可以用Halo Sport播放訓練音樂，同時其謹慎采用的神經技術會讓大腦“興奮”起來。

電通路

在tDCS過程中，電極的陽極和陰極會按壓頭皮上的某些位置，引導微電流流經大腦的某個具體區域——對Halo來說，就是運動皮層。這種刺激讓該區域的神經元像“著火”一樣，從一個細胞向另一個細胞傳送自然電信號。

在Halo的作用下，運動皮質信號沿著末梢神經向下傳輸到肌肉。反復激活一條神經通路相當于在路上留下車轍，讓信號今后更容易向下傳輸。

強化肱二頭?。鹤髡呤褂靡慌_沒有神經刺激功能的肱二頭肌訓練機時（上圖，藍色線條），由于疲勞，她的力量輸出也隨著3套肱二頭肌訓練的結束而下降。而在接受刺激4天后（上圖，紅色線條），她的力量輸出提高了，表明Halo Sport在提高她的表現。測量單位為牛頓。

作者：ELIZA STRICKLAND

攝影：GABRIELA HASBUN