随着记忆的消失，我们能让它们恢复活力吗？
波士顿大学的脑科学家发现，电刺激可以将70岁老人的工作记忆恢复到20岁的水平
在记忆任务中，与工作记忆相关的大脑活动在20岁的人（左）的大脑中活跃起来，但在70多岁的人（中）的大脑中却处于休眠状态。在电刺激（右）之后，70岁老人的大脑活动模仿了20岁的人。来源：莱因哈特实验室/波士顿大学
当你阅读这一页上的文字时，你的大脑正在做一些伟大的事情。每个句子都在你的脑海中萦绕片刻，这些字母融合成神经信号的交响乐。这些复杂的电节奏形成了大脑的语言，一种我们直到上个世纪才开始理解的语言。
波士顿大学心理学和脑科学助理教授罗布·莱因哈特（Rob Reinhart）说，我们已经达到了这样一个阶段：我们不仅能理解这种语言，还能说这种语言，并利用它来增强大脑的功能。在2019年4月发表在《自然神经科学》上的一项开创性澳门威尼斯人注册网站研究中，莱因哈特和波士顿大学的博士澳门威尼斯人注册网站研究员约翰·阮证明，电刺激可以改善70多岁老人的工作记忆，使他们在记忆任务中的表现与20多岁的人没有区别。
莱因哈特和阮的澳门威尼斯人注册网站研究目标是工作记忆——意识所在的大脑部分，每当我们做决定、推理、回忆购物清单，以及（希望）记得我们把钥匙放在哪里时，它就会活跃起来。莱因哈特解释说，在我们快30岁和30岁出头的时候，工作记忆开始衰退，因为大脑的某些区域逐渐失去联系和协调。当我们到了六七十岁的时候，这些神经回路已经恶化到足以让我们中的许多人经历明显的认知困难，即使没有老年痴呆症这样的痴呆症。
但两人发现了一些令人难以置信的东西：通过使用电流非侵入性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澳门威尼斯人注册网站研究院（National Institutes of Health）资助的澳门威尼斯人注册网站研究中，他们要求一组20多岁的人和一组60多岁和70多岁的人执行一系列记忆任务，这些任务要求他们观看一张图像，然后在短暂停顿后，识别第二张图像是否与原始图像略有不同。
在基线上，年轻人在这方面更准确，明显优于老年人。然而，当老年人通过头皮电极接受25分钟的轻度刺激，并对他们的个人大脑回路进行个性化治疗时，两组之间的差异消失了。更令人鼓舞的是？这种记忆的提升至少持续到刺激后50分钟的时间窗口结束，也就是实验结束的那一刻。
要理解为什么这种技术如此有效，我们需要看一看允许工作记忆正常工作的两种机制：耦合和同步。
当不同类型的大脑节奏相互协调时，就会发生耦合，这有助于我们处理和存储工作记忆。缓慢、低频的节奏——θ波节奏——在你的大脑前部跳舞，就像管弦乐队的指挥一样。它们回到了被称为伽马节奏的更快的高频节奏，这是在大脑处理我们周围世界的区域产生的。
就像一个管弦乐队包含长笛、双簧管和小提琴一样，驻留在你大脑中的伽马节奏也为这个以电为基础的管弦乐队贡献了一些独特的东西，从而创造了你的记忆。例如，一个伽马节奏可能处理你脑海中物体的颜色，而另一个捕捉它的形状，另一个捕捉它的方向，另一个捕捉它的声音。
但是，当指挥家摆弄指挥棒时——当θ节奏失去了与伽马节奏连接的能力，无法监控、维持和指导它们时——大脑中的旋律开始瓦解，我们的记忆也失去了清晰度。
与此同时，同步——当来自大脑不同区域的θ波节律相互同步时——允许不同的大脑区域相互交流。这个过程就像是记忆的粘合剂，将个体的感官细节结合在一起，形成一个连贯的回忆。随着年龄的增长，我们的θ波节律变得不那么同步，我们的记忆结构开始磨损。
莱因哈特和阮的澳门威尼斯人注册网站研究表明，通过电刺激，我们可以重建这些随着年龄增长而出错的通路，通过恢复大脑内的信息流来提高我们回忆经历的能力。而且，不仅仅是老年人会从这项技术中受益：它对年轻人也有希望。
在这项澳门威尼斯人注册网站研究中，14名年轻的成年参与者在记忆任务中表现不佳，尽管他们的年龄很大，所以他把他们叫回来刺激他们的大脑。
莱因哈特说：“我们发现，那些20多岁、表现不佳的年轻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，即使他们不是六七十岁。”
他补充说，耦合和同步存在于一个连续体中：“并不是说有人不结婚，有人结婚。”
在光谱的一端，一个拥有惊人记忆力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很挣扎。其他人则介于这两种极端之间——例如，您可能是一个弱耦合器，但却是一个强同步器，反之亦然。
莱因哈特强调，当我们用这种刺激来改变神经交响曲时，我们不仅仅是在做一个小小的调整。“这与行为有关。现在，（人们）执行任务的方式不同了，他们的记忆力更好了，感知能力更好了，学习速度也更快了。这真的很了不起。”
展望未来，他预见了他的工作在未来的各种应用。
“这为潜在的澳门威尼斯人注册网站研究和治疗选择开辟了一条全新的道路，”他说，“我们对此感到非常兴奋。”
莱因哈特希望通过将电刺激应用于动物模型来澳门威尼斯人注册网站研究电刺激对单个脑细胞的影响，他对重复剂量的刺激如何进一步增强人类的大脑回路感到好奇。不过，最重要的是，他希望他的发现有一天能为世界上数百万患有认知障碍的人——尤其是那些患有阿尔茨海默病的人——提供治疗方法。
作为一名神经科学家，他热爱自己的工作——尤其是当它带来像这样的突破时。“太疯狂了，”他补充道，声音中带着微笑。“我们可以像瞄准大脑中的神经递质化学物质一样瞄准大脑回路的电流，这是一种疯狂的想法。”
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