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美国西北大学医学院的一项新研究报告说,通过用磁脉冲交付非侵入性电流来刺激大脑的特定区域,被称为“经颅磁刺激”(以下简称TMS),可以提高记忆力。这一发现开辟了一个新的领域,可能用于治疗如中风、早期老年痴呆症、创伤性脑损伤和心脏骤停情况引起的记忆缺陷以及在老龄化过程中发生的记忆问题。
记忆活动需要多个大脑区域与一个被称之海马的关键内存结构协同工作,类似于一个交响乐团。电刺激就像是给大脑区域配备了一位更有才华的“指挥”,使得它们在“演奏”时更加同步一致。
过去,TMS以有限的方式用于测试,暂时改变脑功能以提高性能,例如,要求试验对象稍微快一点地轻轻按下电钮,让大脑受到刺激。该项研究表明,TMS可用于在刺激后至少24小时增强对事件的记忆。
磁场无法穿透处于大脑深处的海马,因此不可能用TMS直接刺激。在进行一次核磁共振扫描时,沃斯和他的同事发现了一个离颅骨表面仅仅1厘米的大脑区域,它与海马紧紧连通着。沃斯想把刺激引导到这个点上,以了解它反过来会不会刺激海马。试验证明,会对海马产生刺激。沃斯说:“我很惊讶地看到,它起的作用如此明显。”
核磁共振扫描机器在扫描受试者时,将作为神经元活动间接测量结果的大脑血流量记录下来。正如获取的数据所指示的那样,当TMS被用来刺激这个点时,与海马有关联的大脑区域之间的同步性就会得到增强。这些大脑区域由于刺激而协同工作得越多,人们获悉的新信息就越多。
科学家招募了16名年龄21-40岁的健康成年人,先准备了每个受试者详尽的大脑解剖图像,还有安静躺在核磁共振成像扫描仪里的10分钟的大脑活动记录。这些资料使研究人员能够识别每个人参与记忆以及与海马连接很好的大脑结构网络,这种结构网络因人而异,在位置上可能会有多达几厘米的差异。
然后对每名受试者进行记忆测试,包括要求学习和记忆一组任意与面部联系的单词。在具备了执行这一记忆任务的基础能力之后,受试者连续5天接受每天20分钟的脑刺激。
在这一星期里,他们还接受了额外的核磁共振扫描。对他们进行记住新设置的任意词的能力测试,看看他们的记忆如何由于刺激而改变。接着在接受最终刺激后至少24小时,受试者被再次测试。
一星期后,重复相同的实验,但用的是假刺激。对于一半的受试者来说,研究中真刺激和假刺激的顺序是颠倒的,他们没有被告知哪一个为真刺激,哪一个是假刺激。
由于脑刺激,两组在记忆力测试中均表现较好。在刺激了3天之后,受试者的记忆力才有所增强。“在刺激之后,他们比以前更记得与面部配对的单词,这意味着他们的学习能力提高,”沃斯指出,“而在假刺激的情况下,或另一组由额外参试者加入的对照实验中,却没有发生。”
此外,核磁共振扫描显示,刺激引起的大脑区域相互之间以及和海马之间的工作更加同步。大脑结构网络中特定部分之间的同步或连通性增强得越大,在记忆力测试中的成绩就越好。沃斯称:“大脑某些区域由于刺激而共同合作得越默契,就会有更多的人学会与面部配对的单词。”
沃斯展望说:“TMS开辟了一个治疗研究的全新领域,我们将尝试着看一看是否能改善真正需要TMS的人的功能。对于一个创伤性脑损伤或有记忆障碍的人,即使受损的记忆神经网络出现很小的变化,也能在功能方面有所改观。”
编译| 李忠东
内容来源:science daily网站
记忆活动需要多个大脑区域与一个被称之海马的关键内存结构协同工作,类似于一个交响乐团。电刺激就像是给大脑区域配备了一位更有才华的“指挥”,使得它们在“演奏”时更加同步一致。
过去,TMS以有限的方式用于测试,暂时改变脑功能以提高性能,例如,要求试验对象稍微快一点地轻轻按下电钮,让大脑受到刺激。该项研究表明,TMS可用于在刺激后至少24小时增强对事件的记忆。
磁场无法穿透处于大脑深处的海马,因此不可能用TMS直接刺激。在进行一次核磁共振扫描时,沃斯和他的同事发现了一个离颅骨表面仅仅1厘米的大脑区域,它与海马紧紧连通着。沃斯想把刺激引导到这个点上,以了解它反过来会不会刺激海马。试验证明,会对海马产生刺激。沃斯说:“我很惊讶地看到,它起的作用如此明显。”
核磁共振扫描机器在扫描受试者时,将作为神经元活动间接测量结果的大脑血流量记录下来。正如获取的数据所指示的那样,当TMS被用来刺激这个点时,与海马有关联的大脑区域之间的同步性就会得到增强。这些大脑区域由于刺激而协同工作得越多,人们获悉的新信息就越多。
科学家招募了16名年龄21-40岁的健康成年人,先准备了每个受试者详尽的大脑解剖图像,还有安静躺在核磁共振成像扫描仪里的10分钟的大脑活动记录。这些资料使研究人员能够识别每个人参与记忆以及与海马连接很好的大脑结构网络,这种结构网络因人而异,在位置上可能会有多达几厘米的差异。
然后对每名受试者进行记忆测试,包括要求学习和记忆一组任意与面部联系的单词。在具备了执行这一记忆任务的基础能力之后,受试者连续5天接受每天20分钟的脑刺激。
在这一星期里,他们还接受了额外的核磁共振扫描。对他们进行记住新设置的任意词的能力测试,看看他们的记忆如何由于刺激而改变。接着在接受最终刺激后至少24小时,受试者被再次测试。
一星期后,重复相同的实验,但用的是假刺激。对于一半的受试者来说,研究中真刺激和假刺激的顺序是颠倒的,他们没有被告知哪一个为真刺激,哪一个是假刺激。
由于脑刺激,两组在记忆力测试中均表现较好。在刺激了3天之后,受试者的记忆力才有所增强。“在刺激之后,他们比以前更记得与面部配对的单词,这意味着他们的学习能力提高,”沃斯指出,“而在假刺激的情况下,或另一组由额外参试者加入的对照实验中,却没有发生。”
此外,核磁共振扫描显示,刺激引起的大脑区域相互之间以及和海马之间的工作更加同步。大脑结构网络中特定部分之间的同步或连通性增强得越大,在记忆力测试中的成绩就越好。沃斯称:“大脑某些区域由于刺激而共同合作得越默契,就会有更多的人学会与面部配对的单词。”
沃斯展望说:“TMS开辟了一个治疗研究的全新领域,我们将尝试着看一看是否能改善真正需要TMS的人的功能。对于一个创伤性脑损伤或有记忆障碍的人,即使受损的记忆神经网络出现很小的变化,也能在功能方面有所改观。”
编译| 李忠东
内容来源:science daily网站