电刺激曾经是用于大脑的最后治疗手段。例如,电休克疗法被开发用于在其他疗法失败后治疗严重抑郁症。
但时代在变。现在我们正处于一个温和的、非侵入性的脑刺激时代。已证明放在头皮上的电极可以利用轻微的电击来安全地微调大脑,目前正在测试其用于治疗阿尔茨海默氏症、减轻强迫症甚至提高记忆力方面的效果。
4月8日发表在Nature Neuroscience上的标题为“Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits”的论文中 ,波士顿大学的研究人员称,电刺激还可以改善工作记忆——我们在思考、推理或解决问题时短时存储信息的能力。被称为“大脑速写本”的工作记忆是人类意识的一个关键,随着年龄的增长,它会衰退。
经过25分钟的刺激(包括在大脑的两个额叶区域之间同步脑波)后,60岁至76岁的成年人在工作记忆任务上的表现有了明显的提高,以至于他们的表现与年轻人相当。
“我们可以重新连接或重新同步老年人大脑中那些有故障的脑回路,然后迅速增强他们的工作记忆机能。”论文作者Robert Reinhart在关于这项研究的新闻发布会上说。
研究结果很重要,主要有两个原因。首先,他们支持这样一种理论,即与年龄相关的大脑衰退是由于大脑区域之间的连接障碍造成的。其次,他们认为这种衰退不是永久性的,而且有可能恢复年轻时的大脑机能。
Reinhart和波士顿大学的研究生John Nguyen邀请了两组成年人——42名年龄介于20至29岁的年轻人和42名年龄介于60至76岁的老年人——参加一系列的工作记忆测试,比如识别图像在短暂延迟后是否发生了变化。
在没有进行脑刺激的情况下,年轻人的工作记忆比老年人更快、更准确。
然后,Reinhart将技术开启——给受试者戴上一个布满电极的头盖帽,对其进行高清经颅交流电刺激(HD-tACS)。在这项研究中,HD-tACS使用了仅1.6毫安的微弱交流电流来有节奏地同步大脑前额叶和颞叶区域的活动。就像指挥在管弦乐队中使乐器同步一样,电流轻柔地引导神经元群同步放电。
Reinhart说,每个刺激时段都是根据每位受试者的脑动力学量身定制的——所以如果一个人的脑波振荡频率是6.8赫兹,那么头盖帽就会被调整到这一波长。一些受试者报告说在接受脑刺激期间感到了刺痛和发痒。
刺激时段结束后,他们再次接受了工作记忆任务测试,这时老年人的技能提高到了年轻人的水平。事实上,即使是那些不擅长工作记忆任务的年轻人也会变得更好。在刺激结束后,这种机能的提升效果持续了至少50分钟。Reinhart说,尽管在目前的研究中没有测量总持续时间,但基于类似的研究,可推测这种益处可能可延长到长达几小时。
Reinhart说,工作记忆缺陷不仅仅是衰老所致——它们也是诸如精神分裂症、阿尔茨海默氏症、注意力缺失症等脑部疾病的核心问题。
他说:“我们希望这项研究将有助于为全新的研究途径奠定基本的科学基础,基于新途径,我们可以开发非侵入性神经科学工具来帮助治疗患有脑部疾病的人。”
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