Nat Neurosci：科学发现经头皮电刺激可以改善人的记忆力

人们的记忆能力随着年龄的增长而减弱，如何帮助人们特别是老年人改进记忆？

8月22日发表在Nature Neuroscience上的一项研究中，美国波士顿大学的研究团队证明，在65岁以上成年人的大脑中反复用弱电流在进行电击可以改善记忆力，这种改善保持了一个月。这一结果表明，用少量电流刺激大脑是安全的，还可以改善记忆力。

大脑网络和各区域有自己的电活动脉冲，脑细胞使用电脉冲相互交流。越来越多的研究表明，对这些网络施加电刺激可以改变它们的工作方式，有可能加强大脑区域之间的连接。先前的研究表明，允许大脑暂时存储信息的长期记忆和“工作”记忆受到不同机制和大脑部分的控制。 根据这项研究，研究小组表明，用高频电流刺激背外侧前额叶皮层（大脑前部附近的一个区域）可以改善长期记忆，同时刺激位于大脑更深处的顶下叶 ，用低频电流增强工作记忆。

论文通讯作者、美国波士顿大学罗伯特·莱因哈特(Robert Reinhart)和同事合作，对150名年龄在65-88岁间的受试者中改善这两种记忆开展实验研究：在受试者听到并立即回忆5个20词的列表时，研究者用帽子里嵌入的电极传递电流。

为了确定这种方法是否可以提高记忆力，研究人员转向了一种称为经颅交流电刺激（tACS）的大脑刺激形式，这是一种通过头皮表面电极传递电流的非侵入性刺激大脑的方法。尽管该方法向大脑区域输送电流，但剂量太低不会触发脑细胞放电，相反，它会调节细胞的放电方式，是一种无创、安全、极弱的交流电。

研究人员使用了一种新形式的tACS，可以靶向大脑的特定的小区域。他们选择关注与记忆有关的两个大脑区域：大脑前部的前额叶皮层（与长期记忆有关）和大脑后部的顶叶下叶（与短期记忆有关）。

该试验招募了150例志愿者，年龄在65至88岁之间，志愿者被分为3组。在一项任务中，志愿者阅读一个包含20个单词的列表，然后回忆这些单词。试验时，第一组志愿者的大脑前额叶皮层被电流刺激；第二组志愿者的大脑顶叶被电流刺激；第三组志愿者虽然和前两组一样也戴着一顶电极帽，但没有受到任何电流刺激。

在过去研究的基础上，他们用两种不同刺激频率针对两个特定脑区进行刺激。以4Hz(赫兹)频率针对顶下小叶进行刺激，被发现能够改进对列表末尾词汇的回忆(指向工作记忆)，而以60Hz刺激前额叶背外侧有助于回忆列表开始的单词(代表存储进了长时记忆)。结果发现，研究开始时认知表现最低的参与者从脑刺激中获益最大。

论文作者认为，未来还需要进一步研究，以确定这些效果是否能持续超过一个月，以及这些特定方法是否能让患有脑部疾病所致认知障碍和有痴呆风险的人也加强记忆功能。

但当变换频率（即用低频率靶向大脑前部，用高频率靶向大脑后部）时，短期或长期记忆都没有改善，表明刺激的类型必须与自然脑电波相匹配才能起作用。

“这篇论文给我留下了深刻的印象和惊讶，”英国格拉斯哥大学的认知神经科学家 Simon Hanslmayr 说。他指出，与其他科学家一样，他一直怀疑 tACS 是否会导致认知发生有意义的变化。一个问题是 tACS 设备产生的电流比其他刺激大脑的方法产生的电流要弱得多，因此它们是否可以向大脑传输足够的电流以改变其功能并不总是很清楚。然而，Hanslmayr 说，这项研究的作者令人信服地表明，他们的方案与“持续且相当强烈的记忆力改善”有关。

Hanslmayr 补充说，有一些因素使这项研究变得独一无二。一个是作者连续几天应用 tACS——以前的研究通常只在一个疗程中这样做。另一个是实验涉及65岁以上的人；大多数其他人都涉及记忆功能良好的年轻学生。他说，这些因素可能有助于解释为什么作者能够获得如此令人印象深刻的结果。

还有几个问题。共同作者 Shrey Grover 说，大脑刺激的好处在多大程度上可以推广到其他类型的记忆任务，以及记忆改善是否可以持续超过一个月是该团队计划在未来研究中解决的两个关键问题。莱因哈特实验室的认知神经科学家。

他补充说，该团队还在扩展这项工作，并研究 tACS 是否可以帮助患有阿尔茨海默病等疾病的人，因为该研究表明，大脑刺激可能会为那些一开始就具有较差认知功能的人带来最大的好处。 “我们希望我们能够以有意义的方式扩展这项工作，并提供更多关于大脑如何工作的信息。”

梅斯小编看到这项研究就想到了中国的针灸，针灸，尤其是电针的刺激，与这个相当类似，通过电针刺激，可能同样能够改善记忆，这项研究更为科学与合理。

原始出处：

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).