記憶力有救了?刺激大腦或有助於改善記憶

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本文來自微信公眾號: Nature Portfolio (ID:nature-portfolio) ,作者:Diana Kwon,頭圖來自:視覺中國

人類的記憶能力隨着年齡而消退——但有一天,研究者或許能使用一種簡單、無需用藥的方式對抗這一趨勢。

根據《自然-神經科學》8月22日發表的一項研究 [1] ,波士頓大學的認知神經科學家Robert Reinhart 和同事表明, 用微弱電流持續數日重複刺激65歲以上成年人的大腦,帶來了持續長達一個月的記憶改善

此前研究表明,長期記憶和“工作”記憶 (允許大腦暫時存儲信息) 是由不同腦區控制的。在這項研究基礎上,研究團隊證明, 用高頻電流刺激背外側前額葉皮層 (靠近大腦前部的一個區域) ,能改善長期記憶,而低頻電流刺激頂下小葉 (在大腦更後面一些) 則能改善工作記憶

“他們的成果看起來很有希望,”Ines Violante説,她是英國薩里大學的一位神經科學家。“他們真正利用上了這個領域的知識積累。”

記憶力提升

Reinhart的團隊使用一種非侵入性的腦刺激方法,稱為經顱交流電刺激 (tACS) ,通過頭皮表面的電極提供電流,對150名年齡在65-88歲之間的人進行了一系列實驗。參與者執行了一項記憶任務,他們被要求記憶一名實驗人員大聲朗讀的、許多詞彙列表,每個表有20個詞。腦刺激會在任務全程發生,大約20分鐘。

在接受該方案連續4天后,在背外側前額葉皮層獲得高頻刺激的被試,記憶列表開頭詞彙的能力有所改善,這是一項依賴於長期記憶的任務;對頂下小葉進行低頻刺激則改善了被試記憶列表底部詞彙的能力,這涉及到的是工作記憶。被試的記憶表現在4天內有所提高—— 這些獲益甚至持續到一個月後。那些在研究開始前一般認知功能表現最低的人,記憶改善的程度最大

改變頻率和腦區 (如應用高頻刺激頂葉) ,或用“偽”方案 (在任務開始和結束時短暫地施加電流以模擬腦刺激的感覺) ,則並未改善記憶。

令人信服

“我對這篇論文又驚訝又佩服。”英國格拉斯哥大學認知神經科學家Simon Hanslmayr説。他提到,和其他科學家一樣,他對tACS能否帶來有意義的認知改變一直心存疑慮。一個問題是,tACS設備產生的電流比其他刺激大腦方法產生的電流要弱很多,因此一直不清楚它們是否能向大腦傳輸足夠多到改變其功能的電流。但是,這項研究的作者令人信服地表明,他們的方案能與“持續且相當強的記憶改善”聯繫起來,Hanslmayr説。

他補充説,有些地方讓這項研究十分獨特。一個是,作者連續數日應用了tACS——過去的研究通常只做單次;另一個是實驗包括了65歲以上的人,而大多數其他研究被試則是年輕的、記憶功能良好的學生。他説,這些因素或有助於解釋為何作者能夠產生這些引人注目的結果。

這裏仍留有一些問題。共同作者、Reinhart實驗室的認知神經科學家Shrey Grover説, 腦刺激的好處能在多大程度上推廣到其他記憶任務 ,以及記憶改善能否持續超過一個月 ,是研究團隊計劃在未來研究中解決的兩個關鍵問題。

他補充説,研究團隊還在拓展這一工作,研究tACS是否能幫助阿爾茨海默症等病患,因為這項研究表明,腦刺激可能對那些起先認知功能不佳的人幫助最大。“我們希望我們能以有意義的方式拓展這項工作,並就大腦如何工作貢獻更多的信息。”

參考文獻:

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為標題發表在2022年8月22日《自然》的新聞版塊上

本文來自微信公眾號: Nature Portfolio (ID:nature-portfolio) ,作者:Diana Kwon