非侵入性脑刺激正处于全盛时期，科学家和爱好者们都在寻找改变神经元活动的方法，而不需要切割大脑和植入电极。一套流行的技术，叫做经颅电刺激(TES)，通过附着在头皮上的电极传递电流，通常在目标脑区上方。近年来，许多研究都认为TES具有广泛的益处，包括提高记忆力，提高数学技能，减轻抑郁，甚至加速中风的恢复。这样的结果也催生了一个家庭手工业，为试图增强大脑力量的DIY大脑黑客提供商业TES套件。

但很少有人知道TES是如何与大脑相互作用的，一些研究对这些技术的有效性产生了严重的怀疑。2012年2月2日发表的一项研究表明，传统TES技术没有提供足够的电流来激活大脑电路或调节大脑节律。在纽约大学医学院的一名神经科学家和这项研究的资深作者，“在这个领域发表积极效果的人可能不会喜欢我们的论文，”说，这些电流大多是在穿过头皮和颅骨的过程中发生的。

TES背后的机制仍然是神秘的，部分原因是在不穿透颅骨的情况下，研究人员在应用刺激时不能测量神经反应。常规TES方法产生电噪声，该噪声在头皮上检测到任何大脑活动。

为了解决这个问题，Buzskaki的团队首先在大鼠的大脑内植入电极，并在他们在外部应用TES时测量神经活性。通过改变刺激参数，他们发现触发神经元发射或改变大脑节律所需的最小电场强度。

接下来，研究人员想了解他们需要多少电流才能应用于人类的头皮，以在大脑内部产生这些电场。但是这些侵入性的实验不能在人们身上进行，所以布兹霍·基的团队就去了下一个最好的事情：人类的尸体。研究人员发现，通过在尸体的内部植入记录电极并在外部应用TES，研究人员发现，他们需要将头皮用大约4-6毫安的电流--远远高于典型的电流水平。

通常，TES医师可以避免2mA以上的电流，因为这些电流会引起诸如刺痛感、头晕、不愉快的味道和虚幻的视线和声音之类的副作用，其结果是电流进入软组织，例如眼睛、耳朵和面部神经，其提供比颅骨更小的阻力。事实上，在大鼠和人体尸体中，Buzsouri的团队发现，在头皮上施加的约75%的电流从未到达大脑，而是被颅骨、头皮和其它外部组织所吸收。

这些发现与这些技术的怀疑者产生共鸣，包括澳大利亚墨尔本大学的神经科学家JaredHorvath。在2015年荟萃分析中，Horvath四舍五入了400篇应用TDCS的出版物(使用直接电流的TES版本)，并报告了认知或行为的某些方面。当他合并研究时，他的团队发现，尽管单独的论文报告了某些好处(比如缩短了反应时间或提高了任务的准确性)，但是在研究中也没有找到可靠的效果。“最后，我们的数据显示了许多人怀疑所有的人：TDCS根本不进入大脑，”Horvath说。

为了提供完成这项工作所需的更高的电流，新研究的高级作者AntalBergerNyi和匈牙利斯泽德大学的神经科学家开发了一个新的TES系统。该设计代替仅使用一对刺激电极，而是将工作分成六个电极对之间的工作，每个电极对在快速脉冲中提供期望电流的一部分，该快速脉冲重叠并在其目标神经元内增加。健康志愿者中的测试显示，该设置减少了与输送较高电流相关的副作用。随着更细化，甚至更多的电极，Buzhouski希望他们最终能够消除不希望的感觉。

一些研究人员并没有准备放弃传统的TES。Buzsouri的团队发现常规的方案缺乏足够的电流来直接影响大脑电路，但是他们的研究重点关注刺激脉冲后发生的情况。“大多数TES方法在几十分钟内施加刺激,”注意到，纽约市大学生物医学工程师MROMBikson，他没有参与研究。Bikson建议目前的TES实践仍然可以对随着时间积累的神经元对大脑功能进行调节的神经元产生微妙的影响。

Buzhouski承认存在许多可能的途径，通过这些途径，常规TES可以间接地或在较长的时间标度上改变神经活动。一个明显的候选人是安慰剂效应-人们因为认为治疗工作而改进。但也可能有其他解释：刺激头皮上的神经会将信号送回大脑或影响血液循环。或者除了神经元之外的其它类型的细胞可以拾取电场并逐渐改变脑功能。然而，硬的证据不足以证明这些理论中的大多数。他说，“我想现在的游戏是把球扔回那些声称有积极效果的人，如果有必要，他们解释如何发生，”说。