根据新的研究,电刺激可以改善人们在70多岁时的工作记忆,从而使他们在记忆任务上的表现与20岁的人没有区别。工作记忆是意识生活在大脑中的部分,是每当我们做出决定,进行推理时最活跃的部分。
波士顿大学心理学和脑科学副教授罗布·赖因哈特(Rob Reinhart)解释说,20年代末和30年代初,随着大脑的某些区域逐渐失去联系和不协调,工作记忆开始下降。到了60年代和70年代,这些神经回路已经严重恶化,即使没有像阿尔茨海默氏病这样的痴呆症,我们中的许多人也会遇到明显的认知困难。
但是研究人员发现了一些令人难以置信的东西:通过使用电流以无创方式刺激失去节律的大脑区域,我们可以大大改善工作记忆性能。在研究过程中,他们让20多岁的一群人和60多岁和70多岁的一群人执行一系列的记忆任务,要求他们查看图像,然后短暂停顿一下,以确定是否有第二张图像与原始版本略有不同。一开始,年轻人在此方面的准确性要高得多,明显优于老年人。但是,当老年人通过头皮电极接受25分钟的轻度刺激并个性化到其各自的大脑回路时,两组之间的差异就逐渐减小了。更令人惊讶的是,在刺激过后,记忆增强至少持续了50分钟时间直到实验结束的那一刻。
它是如何工作的?
要了解这种技术为何如此有效,我们需要看一下使工作记忆正常运行的两种机制:耦合和同步。
当不同类型的大脑节律彼此协调时,就会发生耦合,这有助于我们处理和存储工作记忆。缓慢而低频的节奏在您的大脑前起舞,就像管弦乐队的指挥一样。它们也能很快地回到称为伽马节律的更快的高频节律,该节律是处理我们周围世界的大脑区域产生的。
就像一个乐团包含长笛,双簧管和小提琴一样,驻留在您大脑中的伽马节奏也为基于电刺激的乐团带来了独特的东西,从而创造了您的记忆。例如,一个伽玛节奏可能会处理您所记住的对象的颜色,而另一个伽玛节奏则可以捕捉其形状,或是方向和声音。但是,当指挥使指挥棒摇摇欲坠时,大脑中的旋律就会开始瓦解,我们的记忆开始丧失清晰度。
同时,当来自大脑不同区域的节奏彼此同步时,独立的大脑区域开始彼此交流。此过程充当记忆的粘合剂,将各个感官细节组合在一起以创建一个连贯的回忆。随着年龄的增长,我们的节奏变得越来越不同步,我们的记忆开始磨损。
这项新研究表明,通过使用电刺激,我们可以重建这些随着年龄增长而趋于出错的路径,通过恢复大脑中的信息流来提高回忆记忆的能力。
记忆的连续性
在赖因哈特(Reinhart)的研究中,参加实验的人当中有14位年轻参与者在记忆任务上表现不佳,因此他说:“我们证明,年龄在20岁以下的记忆表现较差的人也可以从相同的刺激中受益。”“即使他们不在60或70年代,我们也可以提高他们的工作记忆。”
他补充说,耦合和同步存在于一个连续的过程中。在频谱的一端,具有令人难以置信的记忆力的人可能在同步和耦合方面都非常出色,而患有阿尔茨海默氏病的人可能会在两者之间都明显存在缺陷。其它情况则介于这两个极端之间,例如,您可能是一个弱耦合器,但是却是一个强大的同步器,反之亦然。
展望未来
雷因哈特(Reinhart)希望通过将电刺激应用于动物模型来研究电刺激对单个脑细胞的作用,他很好奇重复剂量的刺激如何进一步增强人类的大脑回路。不过,最重要的是,他希望他的发现有一天能为全世界数以百万计患有认知障碍的人,尤其是患有阿尔茨海默氏病的人提供治疗。
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