电流刺激大脑,能让记忆力提升?

电流刺激大脑,能让记忆力提升?

本文来自微信公众号:Nature Portfolio (ID:nature-portfolio),作者:Diana Kwon,头图来自:unsplash

人类的记忆能力随着年龄而消退——但有一天,研究者或许能使用一种简单、无需用药的方式对抗这一趋势。

根据《自然-神经科学》8月22日发表的一项研究[1],波士顿大学的认知神经科学家Robert Reinhart 和同事表明,用微弱电流持续数日重复刺激65岁以上成年人的大脑,带来了持续长达一个月的记忆改善

此前研究表明,长期记忆和“工作”记忆(允许大脑暂时存储信息)是由不同脑区控制的。在这项研究基础上,研究团队证明,用高频电流刺激背外侧前额叶皮层(靠近大脑前部的一个区域),能改善长期记忆,而低频电流刺激顶下小叶(在大脑更后面一些)则能改善工作记忆

“他们的成果看起来很有希望,”Ines Violante说,她是英国萨里大学的一位神经科学家。“他们真正利用上了这个领域的知识积累。”

记忆力提升

Reinhart的团队使用一种非侵入性的脑刺激方法,称为经颅交流电刺激(tACS),通过头皮表面的电极提供电流,对150名年龄在65-88岁之间的人进行了一系列实验。参与者执行了一项记忆任务,他们被要求记忆一名实验人员大声朗读的、许多词汇列表,每个表有20个词。脑刺激会在任务全程发生,大约20分钟。

在接受该方案连续4天后,在背外侧前额叶皮层获得高频刺激的被试,记忆列表开头词汇的能力有所改善,这是一项依赖于长期记忆的任务;对顶下小叶进行低频刺激则改善了被试记忆列表底部词汇的能力,这涉及到的是工作记忆。被试的记忆表现在4天内有所提高——这些获益甚至持续到一个月后。那些在研究开始前一般认知功能表现最低的人,记忆改善的程度最大

改变频率和脑区(如应用高频刺激顶叶),或用“伪”方案(在任务开始和结束时短暂地施加电流以模拟脑刺激的感觉),则并未改善记忆。

令人信服

“我对这篇论文又惊讶又佩服。”英国格拉斯哥大学认知神经科学家Simon Hanslmayr说。他提到,和其他科学家一样,他对tACS能否带来有意义的认知改变一直心存疑虑。一个问题是,tACS设备产生的电流比其他刺激大脑方法产生的电流要弱很多,因此一直不清楚它们是否能向大脑传输足够多到改变其功能的电流。但是,这项研究的作者令人信服地表明,他们的方案能与“持续且相当强的记忆改善”联系起来,Hanslmayr说。

他补充说,有些地方让这项研究十分独特。一个是,作者连续数日应用了tACS——过去的研究通常只做单次;另一个是实验包括了65岁以上的人,而大多数其他研究被试则是年轻的、记忆功能良好的学生。他说,这些因素或有助于解释为何作者能够产生这些引人注目的结果。

这里仍留有一些问题。共同作者、Reinhart实验室的认知神经科学家Shrey Grover说,脑刺激的好处能在多大程度上推广到其他记忆任务,以及记忆改善能否持续超过一个月,是研究团队计划在未来研究中解决的两个关键问题。

他补充说,研究团队还在拓展这一工作,研究tACS是否能帮助阿尔茨海默症等病患,因为这项研究表明,脑刺激可能对那些起先认知功能不佳的人帮助最大。“我们希望我们能以有意义的方式拓展这项工作,并就大脑如何工作贡献更多的信息。”

参考文献:

1. Grover, S., Wen, W., Viswanathan, V., Gill, C. T. & Reinhart, R. M. G. Nature Neurosci. https://doi.org/10.1038/s41593-022-01132-3 (2022).

原文以Brain stimulation leads to long-lasting improvements in memory为标题发表在2022年8月22日《自然》的新闻版块上

本文来自微信公众号:Nature Portfolio (ID:nature-portfolio),作者:Diana Kwon

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