電刺激曾經是用于大腦的最后治療手段。例如,電休克療法被開發用于在其他療法失敗后治療嚴重抑郁癥。
但時代在變。現在我們正處于一個溫和的、非侵入性的腦刺激時代。已證明放在頭皮上的電極可以利用輕微的電擊來安全地微調大腦,目前正在測試其用于治療阿爾茨海默氏癥、減輕強迫癥甚至提高記憶力方面的效果。
4月8日發表在NatureNeuroscience上的標題為“Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits”的論文中,波士頓大學的研究人員稱,電刺激還可以改善工作記憶——我們在思考、推理或解決問題時短時存儲信息的能力。被稱為“大腦速寫本”的工作記憶是人類意識的一個關鍵,隨著年齡的增長,它會衰退。
經過25分鐘的刺激(包括在大腦的兩個額葉區域之間同步腦波)后,60歲至76歲的成年人在工作記憶任務上的表現有了明顯的提高,以至于他們的表現與年輕人相當。
“我們可以重新連接或重新同步老年人大腦中那些有故障的腦回路,然后迅速增強他們的工作記憶機能。”論文作者Robert Reinhart在關于這項研究的新聞發布會上說。
研究結果很重要,主要有兩個原因。首先,他們支持這樣一種理論,即與年齡相關的大腦衰退是由于大腦區域之間的連接障礙造成的。其次,他們認為這種衰退不是永久性的,而且有可能恢復年輕時的大腦機能。
Reinhart和波士頓大學的研究生John Nguyen邀請了兩組成年人——42名年齡介于20至29歲的年輕人和42名年齡介于60至76歲的老年人——參加一系列的工作記憶測試,比如識別圖像在短暫延遲后是否發生了變化。
在沒有進行腦刺激的情況下,年輕人的工作記憶比老年人更快、更準確。
然后,Reinhart將技術開啟——給受試者戴上一個布滿電極的頭蓋帽,對其進行高清經顱交流電刺激(HD-tACS)。在這項研究中,HD-tACS使用了僅1.6毫安的微弱交流電流來有節奏地同步大腦前額葉和顳葉區域的活動。就像指揮在管弦樂隊中使樂器同步一樣,電流輕柔地引導神經元群同步放電。
Reinhart說,每個刺激時段都是根據每位受試者的腦動力學量身定制的——所以如果一個人的腦波振蕩頻率是6.8赫茲,那么頭蓋帽就會被調整到這一波長。一些受試者報告說在接受腦刺激期間感到了刺痛和發癢。
刺激時段結束后,他們再次接受了工作記憶任務測試,這時老年人的技能提高到了年輕人的水平。事實上,即使是那些不擅長工作記憶任務的年輕人也會變得更好。在刺激結束后,這種機能的提升效果持續了至少50分鐘。Reinhart說,盡管在目前的研究中沒有測量總持續時間,但基于類似的研究,可推測這種益處可能可延長到長達幾小時。
Reinhart說,工作記憶缺陷不僅僅是衰老所致——它們也是諸如精神分裂癥、阿爾茨海默氏癥、注意力缺失癥等腦部疾病的核心問題。
他說:“我們希望這項研究將有助于為全新的研究途徑奠定基本的科學基礎,基于新途徑,我們可以開發非侵入性神經科學工具來幫助治療患有腦部疾病的人。”
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原文標題:波士頓大學的這項研究結果,有望逆轉與年齡有關的記憶衰退
文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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