BU科学家发现电刺激可以改善人们的工作记忆

在自然神经科学发表的一项开创性研究中，波士顿大学心理学和脑科学助理教授兼博士研究员John Nguyen的Rob Reinhart证明，电刺激可以改善70多岁人的工作记忆，从而提高他们在记忆任务中的表现。与20岁的人无法区分。

Reinhart和Nguyen的研究目标是工作记忆 - 意识存在的心灵的一部分，每当我们做出决定，推理和回忆我们的购物清单时，活跃的部分。莱因哈特解释说，在20世纪30年代末30年代初，工作记忆开始下降，因为大脑的某些区域逐渐变得断开和不协调。当我们到达60和70年代时，这些神经回路已经恶化到足以使我们中的许多人经历明显的认知困难，即使在没有像阿尔茨海默病这样的痴呆症的情况下也是如此。

但是这两个人发现了一些令人难以置信的东西：通过使用电流来无创地刺激失去节奏的大脑区域，我们可以大大提高工作记忆的表现。

在这项由美国国立卫生研究院资助的研究中，他们要求一群20多岁的人和一群60多岁和70多岁的人进行一系列记忆任务，要求他们查看图像，然后，在短暂停顿后，确定第二张图像是否与原始图像略有不同。

在基线时，年轻人在这方面准确得多，明显优于老年人。然而，当老年人通过头皮电极接受25分钟的温和刺激并个性化其个体脑回路时，两组之间的差异消失了。更令人鼓舞的是?记忆增强至少持续到刺激后50分钟时间窗的结束 - 实验结束的时间点。

要理解为什么这种技术如此有效，我们需要看看允许工作内存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。缓慢的，低频的节奏 - theta节奏 - 在你的大脑前面跳舞，像管弦乐队的指挥一样。它们回归到更快，更高频率的节奏，称为伽马节律，这些节奏是在处理我们周围世界的大脑区域产生的。

就像一个音乐管弦乐队包含长笛，双簧管，小提琴一样 - 大脑中的伽玛节奏也为电力管弦乐队创造了独特的东西，创造了你的记忆。例如，一个伽玛节奏可能会处理你脑海中持有的物体的颜色，而另一个则捕捉其形状，另一个捕捉其方向，另一个捕捉其声音。

但是当导体与他们的警棍摸索时 - 当theta节奏失去与那些伽马节奏连接的能力来监视它们，保持它们并指导它们时 - 大脑内的旋律开始瓦解，我们的记忆也会失去它们的清晰度。

同时，同步 - 当来自大脑的不同区域的θ节律彼此同步时 - 允许单独的大脑区域彼此通信。这个过程充当记忆的粘合剂，结合个人的感官细节，创造一个连贯的回忆。随着年龄的增长，我们的theta节奏变得不那么同步，我们记忆的结构开始磨损。

Reinhart和Nguyen的工作表明，通过使用电刺激，我们可以重建这些随着年龄增长而倾向于出错的途径，通过恢复大脑内的信息流来提高我们回忆经验的能力。并且不仅仅是老年人能够从这种技术中受益：它也为年轻人带来了希望。

在这项研究中，14名年轻成人参与者在记忆任务方面表现不佳，尽管他们的年龄很大 - 所以他还召回他们来刺激他们的大脑。莱因哈特说：“我们发现那些在20多岁时更年轻的表现不佳的人也可以从同样的刺激中受益。”“我们可以提高他们的工作记忆力，即使他们不是60或70年代。”

他补充说，耦合和同步存在于一个连续统一体中：“这并不像有些人不会和那些情侣结婚。”在光谱的一端，具有令人难以置信的记忆的人可能在同步和耦合方面都很出色，而患有阿尔茨海默病的人可能在这两方面都有很大的困难。其他人介于这两个极端之间 - 例如，你可能是一个弱耦合器，但强大的同步器，反之亦然。

莱因哈特强调，当我们使用这种刺激来改变神经交响乐时，我们不只是做一个小调整。“这与行为有关。现在，[人们]以不同的方式执行任务，他们更好地记住事情，他们感觉更好，他们学得更快。这真是非凡。”展望未来，他预见到他未来的各种应用工作。

“这为潜在的研究和治疗方案开辟了一条全新的途径，”他说，“我们对此感到非常兴奋。”

Reinhart希望通过将其应用于动物模型来研究电刺激对个体脑细胞的影响，并且他对重复刺激剂量如何进一步增强人类大脑回路感到好奇。然而，最重要的是，他希望有一天他的发现能够为世界上数百万患有认知障碍的人带来治疗 - 特别是那些患有阿尔茨海默病的人。

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