“电击”半小时,“年轻”50分钟?逆转老人记忆的实验意味着啥

较真要点:

  • 1美国波士顿大学的一项研究显示,接受25分钟tACS的老人的短期记忆被提高了,且达到的水平和年轻人的差不多,这一效果持续了50分钟左右。tACS是指经头皮对大脑进行低频的交流电刺激。
  • 2但到目前为止,还很难说老人们短期记忆的提高真的就是tACS的功劳,因为目前只是观察到了tACS的效果,原理还需进一步的探索。
  • 3当然,无论机理到底是什么,这样的探索性实验都很让人激动。因为这意味着人类对于衰老的研究,对于大脑永葆年轻的追求,又有了一个新的希望和方向。
  • 4但需要注意的是,这个研究是在高度发达、精确控制的科学实验室里完成的,如果有人自己拿着电极帽胡乱刺激,那将是非常危险的,一旦导致了大脑皮层的物理性损伤,可就无法挽回了。

查证者:勿怪幸 | 日本东京大学外科博士

最近,有条新闻非常引起网民的关注。消息称,美国科学家尝试通过电击大脑让老年人恢复记忆力,而且可以恢复到和年轻人差不多的水平。

这是否意味着科学家将会有办法让别的身体机能也恢复,从而让人保持永远年轻呢?这样的想法光是想想,就足够让人激动了。毕竟追求永远年轻可是人类的终极梦想。

那么这个研究真的展示出了如此美好的未来图景吗?

一、研究人员发现,经头皮对大脑进行低频的交流电刺激(tACS),如果频率合适、调校精准,就会有提高大脑神经网络的协同能力的作用

这个研究是美国波士顿大学的研究人员做的,发表在今年4月份的《自然神经科学》上。

众所周知,每个人到了一定年龄,都很可能会出现这样的时刻:看着一个脸很熟的人却半天想不起来名字,或者刚放下的东西转头就想不起来放到哪里了。尤其是到了老年后,这样的时刻会越来越多。这是因为人类到20岁以后,大脑的记忆能力就慢慢开始下降,尤其是短期的记忆能力。

短期记忆也叫工作记忆,相当于计算机的内存,而长期记忆则相当于计算机的硬盘。内存就是电脑在工作的时候,将需要的数据暂时调出,以便更快地处理数据,保证工作效率。短期记忆与之类似,在工作的时候暂时将需要的信息调出来,比如密码、人名,或者其他的工作需要的信息,以保证人们能在日常生活中,随时做出必要的快速决定。

近年来随着脑科学的发展,科学家们已经认识到,大脑在记忆时会激活和调动很广泛的神经网络,并且通过低频的θ波来调整和协调神经网络,以便协同工作。研究人员发现,经头皮对大脑进行低频的交流电刺激(tACS),如果频率合适、调校精准,就会有提高大脑神经网络的协同能力的作用,就像指挥家通过手势来协调交响乐团里的各个音乐家合作一样。

而tACS之所以受到重视和青睐,主要原因是tACS是非侵入性的,不同于以往的脑神经激活需要做手术在颅内植入电极,它是在体外直接发射电流进行刺激,没有侵入性。

二、接受25分钟tACS的老人的短期记忆被提高了,且达到的水平和年轻人的差不多,这一效果持续了50分钟左右

既然tACS有这种效果,那么有没有可能提高衰老大脑的短期记忆呢?

美国波士顿大学的研究人员做了尝试。

他们找来两组人,一组是年轻人,另一组是60岁以上的老年人。先对他们进行大脑电波的测试和分析,然后再针对志愿者大脑的前脑叶和颞叶皮层进行tACS刺激。而这些区域管理的恰是人们的工作记忆,即短期记忆。

实验中,实验组的每个人都戴上有电极的帽子,然后研究人员根据每一个人脑电波的不同进行有针对性的tACS刺激。持续刺激25分钟后,再让接受实验的人看计算机屏幕上的图片。图片被很快切换,两次的图片相似,但有细微的差异,实验对象需要指出那些差异。这是测试短期记忆能力的经典方法,因为刚切换过去的图片在大脑内形成的是短期记忆。实验一共测试了10组图片。为了保持实验的严谨性,他们还做了安慰剂组和对照组。安慰剂组的老人也戴着电极帽,但没有真的进行交流电刺激,对照组是年轻人。

(实验分组示意图)

实验结果很惊人。

实验组中,接受25分钟tACS的老人的短期记忆测试结果居然跟对照组里的年轻人几乎相同。而且这种提高的记忆力在持续了50分钟左右之后,才渐渐消退。

安慰剂组中,没有接受tACS的老人的表现则与年轻人相差甚远,记忆能力明显比不上年轻人,也没有观察到任何的提高。

这意味着,这个持续近1小时的短期记忆的提高极有可能是tACS的直接效果。

这个实验不只是显示了tACS的效果惊人,同时也提示了老人的记忆力下降可能就是因为脑神经网络的协调性下降导致的。也许老人的记忆力下降并非是不可逆的,而是可以人为干预进行提高,甚至恢复的。

很有意思的是,这个实验显示tACS只对老人有效,对于年轻人则没有观察任何记忆力的提高。提示tACS的效果更多是纠正性的,而不能提高已有的记忆能力。梦想通过tACS来提高记忆力的年轻人恐怕要失望了。

在他们进行的另一个实验中,他们通过tACS来干扰特定区域的脑电波,能让年轻受试者的记忆变得模糊,甚至下降。

所以tACS是个双刃剑,用好了可能有好处,用坏了也可能导致坏的效果。

三、虽然实验观察到了tACS的效果,但原理到底是什么还不能确定,尚需进一步的探索

这个实验结果很鼓舞人,让人们对于大脑的机理又有了新的认识和进步。但这样的短期记忆的提高真的就是tACS电波刺激的结果吗?

很难说。

今年1月份,比利时研究人员在《自然通讯》杂志发表的论文,对此提出了不同的意见。他们的实验发现,经头皮进行的小能量的tACS刺激,电流并不能穿透颅骨头皮对大脑皮层进行有效的影响,从而去导致有生理改变的神经网络的整合。

他们提出的理论假设是,tACS刺激的是皮肤下的外周神经末梢,而非颅骨下的大脑神经元。外周神经末梢接受刺激后,信号传回给大脑的神经元,从而导致了观察到的效果。动物和人体实验观察到的tACS刺激后的动作神经元的激活,更大可能是外周神经激活导致的结果。所以效果是观察到了,但原理到底是怎么回事,还需要进一步的探索。

当然,无论机理到底是什么,这样的探索性实验都还是很让人激动的。因为这意味着人类对于衰老的研究,对于大脑永葆年轻的追求,又有了一个新的希望和方向。笔者非常期待接下来的进一步的实验。

但需要大家注意的是,这个实验是高度发达的科学实验室针对个人进行的、有针对性的电流刺激,而且对时间和能量的把控也能做到非常精准,还有多次动物实验证据的支持,是很严谨的科学实验。

如果有人自己在家拿着电极帽胡乱刺激,梦想能治病,甚至提高记忆力,那是极不现实,也是非常危险的。干扰脑电波导致记忆下降倒还是个小问题,如果导致了大脑皮层的物理性损伤,那可就无法挽回了。

所以,千万不要自己在家里尝试!

本文编辑:zolazhang

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