在给大脑“充电”之前 有必要确定“硬件”是否匹配
2020-06-22 14:10:00来源:科技日报
你不会思考吗?如果你的大脑累了怎么办?你能像手机一样给你的大脑充电吗?尽管这听起来像科幻小说中的一个奇怪理论,认知神经科学家正在认真探索这个想法的可行性。给大脑“充电”的经颅电刺激正在研究界出现。
经颅电刺激可以通过外部电源和放置在头皮表面的电极对人脑施加微弱的直流电、交流电或随机电刺激。最大电流强度通常为1-2毫安,单次刺激时间一般小于30分钟。
中国科学家通过研究论证了预刺激评估的必要性,并建立了一套易于使用的预刺激筛选流程,这有助于促进标准化经颅电刺激流程的制定,防止经颅电刺激的滥用。这篇研究论文最近作为封底报道发表在《先进科学》。
或者扮演“过山打牛”的角色
记者查阅了相关文献,了解到经颅电刺激是一种非侵入性的神经刺激技术,通过电极在特定的大脑区域作用特定的低强度电流,达到调节大脑皮层神经活动的目的。研究表明,经颅电刺激对脑损伤的恢复、情绪调节和认知能力的增强具有调节作用。
那么,经颅电刺激是如何工作的呢?
“经颅电刺激技术在其发展之初有一些简单而粗糙的假设。例如,正刺激可增加电极皮层下的兴奋性并改善相应的认知功能,而负刺激可降低电极皮层下的兴奋性并降低相应的认知功能。早期经颅电刺激研究通常集中在运动皮层和运动功能上,研究结果基本支持这一假设。然而,当人们对较高的皮层区域进行电刺激时,这个假设有时有效,有时无效,这很难理解。”论文第一作者、中国科技大学生命科学学院副研究员杨说。
随着脑功能网络的研究,人们认识到认知功能依赖于神经网络的协作,而不是局部神经。因此,电刺激产生的效果可以通过“隔山打牛”的方式来实现。
“我们之前的研究发现,电刺激主要通过调节前额叶皮层和海马旁回之间的功能耦合来降低成瘾者对成瘾物质的渴求。现在,该领域的大多数研究者已经开始抛弃简单而粗糙的皮质局部兴奋性变化假说,转而接受电刺激效应的网络机制假说。”杨丽说道。
电刺激的效果似乎因人而异。
近年来,越来越多的研究发现,经颅电刺激的效果存在很大的个体差异。
杨等在他们的论文中描述道:“神经刺激技术,尤其是经颅直流电刺激,由于其潜在的临床价值和低成本,已经变得非常流行。尽管经颅直流电刺激易于操作,但要获得一致的结果并不容易,因为不同人的效果有很大差异。”
“我们招募了一组健康的年轻人参与这项研究。功能磁共振成像用于计算他们大脑功能的偏侧化,即在社会认知活动中左右颞顶连接(TPJ)激活的不对称性。同时,我们收集了被试在左颞顶叶连接刺激、右颞顶叶连接刺激和错误刺激条件下的社会认知功能任务表现。”杨丽说道。
结果表明,对一些人来说,电刺激是“蜂蜜”,可以显著提高他们的任务表现。对其他人来说,电刺激是“砒霜”,这会降低他们的任务表现。
如果刺激效应只有两种:积极效应和消极效应,那么这项技术仍然是安全的。然而,如果刺激效应也包括负面效应甚至副作用
"然而,许多研究者并没有对这个问题给予足够的重视."杨利祥说,学术文献中充满了积极作用的证据。大众媒体也是造成这种情况的原因之一,并且正在发挥电刺激的作用。许多没有研究资质的公司正在销售与经颅电刺激技术相关的治疗方案。人们甚至可以在网上找到专门的网站来学习如何做自制经颅电刺激设备。
2014年,发表在权威杂志《神经科学》《神经元》上的一篇文章呼吁研究界关注经颅电刺激的潜在滥用和伦理风险。研究人员、商业组织或个人是否应该意识到,在使用新技术时,首先要做的总是蜂蜜或砒霜。
“我们认为,预刺激筛选可以评估个体是否适合提前接受经颅电刺激,是经颅电刺激应用标准化的必要组成部分。”杨莉说道。