近几十年来，用神经刺激（neurostimulation）技术考察小脑功能的研究快速增加。人们对小脑结构的兴趣日益浓厚。小脑是位于脊椎动物后颅窝的一个脑结构，它既涉及运动功能又涉及非运动机能。小脑广为人知的作用是参与精细运动过程和平衡。越来越多的证据表明，小脑也参与认知和情感过程。

经颅直流电刺激和经颅磁刺激等非侵入式脑刺激为研究人类小脑提供了新的途径。这些技术能安全地调节小脑的神经活动，结合现代神经成像技术和行为范式，研究者能够以健康人和病人为被试，系统考察小脑的功能性神经解剖结构。近年来，小脑神经刺激已经成为解决认知与情感神经科学问题的常规方法，也被当作治疗运动障碍和心理病理的一种手段。

如果浏览有关文献，很容易看到神经刺激，特别是对小脑进行神经刺激的负性研究结果。面对这类研究文献，读者难免产生困惑：神经刺激究竟有效还是无效？进一步地，这一领域的研究有前途还是无前途？此时，了解小脑神经刺激的研究简史，将是非常有益的，不仅有利于合理看待神经刺激的研究结果，而且有利于敏锐发现神经刺激的研究问题。

人们对小脑功能的认识，大致可以分为两个阶段，第一个阶段是18世纪以前，有关知识主要是建立在理论推测和解剖观察基础上的，第二个阶段是18世纪以后，有关知识主要是通过切除手术和系统实验而建立起来的。

第一个尝试阐明小脑功能的实验是杜维尼（Du Verney）于1673年做的，他让鸽子在切除小脑后活了一小段时间，以此记录鸽子的行为。实验性地切除或损伤动物的小脑，很快成为小脑研究的首选方法。

伽伐尼（Luigi Galvani, 1737-1798）为研究小脑功能引入了一种新方法。他观察到，电火花能引起蛙腿的肌肉收缩。由此，他提出脑会产生电，这种电通过触发所谓的自然电流，由神经传递到肌肉。伽伐尼关于自然电流的观察和实验，引起广泛关注，他的工作促进了电在小脑功能研究中的应用。

阿尔迪尼（Giovanni Aldini, 1762-1834）是伽伐尼的侄子和合作者，他继续从事自然电流的工作。1798年，阿尔迪尼在温血动物身上做了一系列实验，例如，在一项研究中，他电刺激牛的小脑和胼胝体，结果发现，牛表现出运动反应。

早期对小脑功能的比较解剖学和生理学方法，能够让研究者对人类小脑功能障碍进行更好的分析。马拉卡内（Vincenzo Malacarne, 1744-1816）是意大利的一名医学、外科学和产科学教授，他首次完整地描述了人类的小脑。特别地，马拉卡内提出了一种替代切除手术的方法，即通过检查形态（比如，小脑叶片）来研究小脑的功能。此外，他还是最早提出环境影响小脑发育的人之一。

在19世纪之交，关于小脑的基本神经解剖学已有详细记录，这涉及人类小脑小叶和齿状核的经典命名。相比之下，小脑的功能大部分还不为人所知。

罗兰多（Luigi Rolando, 1773-1831）是率先用电来研究小脑功能的人之一。他观察到，通到动物小脑的伽伐尼电流会引起抽搐。他还观察到，当山羊的小脑被切除时，山羊就再也站不起来，亦不能动了。这些观察让他想到，小脑通过神经液而控制运动功能。他认为，通过这种电流体，小脑发挥电动机或电池的功能。虽然罗兰多高估了小脑的作用，把小脑作为控制运动功能的唯一来源，但是，他工作的重要性在于阐明了小脑与运动功能之间的直接关系，使他成为现代小脑生理学的创始人之一。

由于技术和方法的局限，在这个时期，电刺激还不是研究脑功能的可靠方法。许多实验在刺激大脑和小脑的有关皮层区之后，未能观察到运动反应，而其他研究发现，即使切除大脑皮层，电刺激大脑仍然能够产生运动。进一步地，由于当时普遍认为运动功能的中心位于皮层下的脑区，比如，脑干或基底神经节，通过实验刺激大脑与小脑皮层区域而观察到的运动反应，则被认为是由于电流扩散到更深的邻近结构所致。这种观点限制了当时的神经生理学家由早期电刺激研究所能做的推断。因此，大多数小脑神经生理学研究都是用切除方法进行的。

19世纪下半叶，在神经生理学研究中使用电刺激，重新受到欢迎。通过电刺激发现运动皮层这样的开创性研究，引起人们用电刺激研究小脑的兴趣。这时的科学家开始做方法论驱动的研究，考察电刺激对小脑的效应。19世纪末，发现了电刺激小脑皮层对若干运动功能的抑制效应。既然有抑制效应，作为对称，很可能有促进效应。果然，后续研究发现了电刺激小脑对运动功能的促进效应。

德国神经生理学家弗里奇（Gustav Fritsch, 1838-1927）和希茨格（Eduard Hitzig, 1838-1907）除去狗的颅盖骨，用电池和铂金线发出短促的电脉冲，刺激不同的皮层区域。他们的研究显示，刺激大脑皮层的前部引起肌肉运动。由此，弗里奇和希茨格发现了运动皮层。这一发现对于小脑研究具有重要意义。其一，他们的发现表明皮层区域的电兴奋性；其二，这是一个皮层区涉及运动功能的首个证据；第三，这样的数据表明，脑有一个地形学组织的表征。科学家认为小脑参与运动功能，这促使生理学家考察小脑是否也有类似于大脑运动皮层的地形学组织表征。

费里尔（David Ferrier, 1843-1928）很想复制并扩展弗里奇和希茨格的发现，他试图用电刺激绘制小脑和其他皮层区域的地图。费里尔用不同刺激方法，包括机械刺激、感应电流刺激、伽伐尼电流刺激，系统研究脑的功能。在他的著作《脑的功能》中，费里尔报告了小脑刺激的最小效应，通常是用鱼、猴子、猫、狗、兔子、鸽子作为研究对象，表现为眼球运动和肌肉抽搐。费里尔对小脑的一些观察结果，后来认为是电流扩散到远端区域（包括脑干）所致，而不是对小脑刺激的直接反应。例如，对小脑双极感应电刺激，只有在刺激强度高时才有可观察的运动。这是对费里尔、弗里奇、希茨格及其他研究者工作的常见批评，当代研究者将这些结果归因于人为电流扩散到脑的深层结构所致。这意味着，对小脑刺激所观察到的效应，可能潜在地与额外的皮层下区域的刺激混淆了。

为了解决这些问题，神经生理学家霍斯利（Alexander Hadden Horsley, 1857-1916）采用获得可观察运动所需的最小刺激量，刺激大脑和小脑皮层。这就大大降低了以前所用的刺激强度，避免了对深层结构的潜在刺激。1895年，霍斯利的同事洛文塔尔（Max Solly Lowenthal, 1867-1960）观察到，当狗和猫的两个大脑半球都去除后，可以通过对小脑前部表面的感应电而产生抑制诱发的去大脑肌强直（decerebrate muscle rigidity）。他指出，只有在刺激进行时，骨肉放松才会持续。洛文塔尔和霍斯利在许多实验中重复了这一观察结果，最终表明，所观察到的刺激效应可以定位于小脑皮层的特定区域。具体地说，在受刺激小脑半球同侧的肢体，可以观察到更强的抑制运动效应，而最兴奋的区域是小脑外侧叶上蚓部连接处（the junction of the vermis superior of the lateral lobe）。这些结果为电刺激小脑抑制效应的初步结果增加了新的结果。

谢灵顿（Charles Scott Sherrington, 1857-1952）独立地得到了同样的发现，比洛文塔尔和霍斯利晚一周在英国皇家学会报告这一发现。

洛文塔尔、霍斯利和谢灵顿的发现，表明小脑刺激的抑制效应，验证了小脑的电兴奋性。此外，他们的工作为小脑皮层的功能组织提供了证据，这与当时普遍认为小脑是一个整体的观点相反。不过，这些发现的重要性，在当时被严重忽视了。

罗西（Rossi）首先解释了小脑刺激的促进效应。他注意到，当与小脑皮层的对侧感应电刺激相结合时，有效刺激运动皮层的阈限一直在下降。与洛文塔尔、霍斯利和谢灵顿的发现类似，这一发现直到多年以后才得到重复和验证。

总之，浏览小脑功能的研究简史，可以让人体会到电刺激在其中所起的重要作用。同时，也可以让人领略和体会研究的一般发展过程，特别是，研究中会存在一些原来没有认识到的缺陷或不足，后续研究往往会有针对性地解决相应的问题，推动小脑功能研究不断向前。同时，一些激动人心的研究发现，更会鼓舞其他研究者获得启发与感悟，饶有兴致地探索下去。