研究：深部脑刺激法 睡眠中改善增强记忆

研究：深部脑刺激法睡眠中改善增强记忆美国和以色列研究员发现，在睡眠期间使用深部脑刺激疗法，除了能显著改善记忆准确性，还能在睡眠期间增强记忆。新华社星期六（6月10日）报道，这项发表在英国《自然·神经学》杂志上的研究首次证明了一个长久以来的说法——睡眠期间，海马体和大脑皮层的协同活动是增强记忆的关键机制，即通过睡眠期间海马体和大脑皮层之间的交流，大脑中的记忆能够得到增强。深部脑刺激法是治疗帕金森病等神经疾病的重要方法之一，即把电极植入脑中特定的神经区域，再外接电池给予刺激，以改善脑细胞的功能。新研究由美国加州大学洛杉矶分校和以色列特拉维夫大学等机构的研究人员合作完成。研究人员在18名癫痫患者脑中植入电极，研究睡眠期间深部脑刺激法的作用。研究指出，睡眠期间深部脑刺激法可改善大脑中负责获取新记忆的海马体，以及负责长期存储记忆的额叶皮层之间的交流。此外，透过监测睡眠期间海马体活动发现，这一疗法能够精确、定时将电刺激传递到额叶皮层。研究员对接受和不接受深部脑刺激法两组受试者进行对比后发现，睡眠期间深部脑刺激法能够显著改善受试者记忆的准确性。研究人员还监测了这一方法以单个神经元为单位对大脑活动的影响，结果发现，在睡眠期间开展精准刺激有助于加强海马体和额叶皮层之间的交流。研究员认为，作为特殊的干预式刺激疗法，深部脑刺激法有助于改善和巩固记忆，增强大脑中海马体和大脑皮层的协同性，有望为治疗痴呆症等记忆障碍疾病带来启发。

研究发现脑电刺激能改善老年人的记忆力

研究发现脑电刺激能改善老年人的记忆力根据一项新研究，对大脑进行20分钟的脑电刺激可以提高老年人的记忆力，效果可持续至少一个月。在美国，约有8%的人随着年龄的增长被诊断出患有阿尔茨海默病或痴呆症--严重损害了他们的记忆力--而更大的老年人群体有某种程度的与年龄有关的记忆丧失。这项新研究只是对潜在解决方案的初步了解。但是，随着世界人口的迅速老龄化，像这样简单、快速的治疗方法可能会变得更加重要--特别是如果未来的研究表明，它可以帮助解决更严重的认知状况。周一发表在《自然-神经科学》上的这项研究所做的大脑刺激来自于一个类似泳帽的装置，上面镶有电极，将电流输送到大脑的特定区域。研究小组对两个主要区域感兴趣：一个是与工作记忆（暂时保存信息并与短期记忆重叠）有关的区域，另一个是与长期记忆有关的区域。研究小组将60名年龄在65至88岁之间的参与者分为三组：一组佩戴设备，但没有得到任何电刺激；第二组在与工作记忆相关的区域接受刺激；第三组在与长期记忆相关的区域接受刺激。连续四天，参与者在接受治疗（或假治疗）的同时执行一项记忆任务，即阅读一份20个单词的清单并要求他们回忆这些单词。研究人员观察了他们记住列表开头（长期记忆）和列表结尾（工作记忆）的单词的频率。研究发现，工作记忆和长期记忆在这四天里都有所改善。研究作者、波士顿大学心理和脑科学系教授RobertReinhart在一次新闻发布会上说：“我们看到记忆的改善随着时间的推移而不断积累。而且参与者在一个月后仍然有记忆力的提高。”与针对大脑化学成分的药物和药品不同，这种类型的方法针对的是大脑的电系统。研究作者、波士顿大学认知神经科学研究员ShreyGrover在发布会上说，电刺激可能有助于改善大脑的生长和变化，而这些区域对记忆很重要。他说：“我们的大脑是可塑的，它们可以随着我们的学习而被改变。”Reinhart说，在为期四天的研究中，记忆力提高较快的人在一个月后对他们的记忆有更大的提升。而跳跃幅度最大的人是那些在研究开始前认知能力最差的人。现在，该研究中使用的设备只是一个实验工具。但它是安全的，除了一些瘙痒和刺痛之外，几乎没有其他副作用--所以如果研究继续显示它对记忆力等方面有用，可以想象它可以在医生的办公室提供给病人。这项研究中的人没有像阿尔茨海默病那样的特定疾病，但研究小组计划继续在患有这种疾病的人身上测试这种类型的治疗。他们还在研究其他类型的影响认知功能的疾病，如精神分裂症或强迫症。Reinhart说，大脑刺激的潜在应用有几十种。Reinhart说：“这是一种不同的方法，可以隔离和增强大脑中服务于某些功能的部分--比如我们如何感知、关注、记忆、学习，以及对来自我们环境的信息做出反应。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307503.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307503.htm

科学家发现儿童记忆发展背后的分子机制

科学家发现儿童记忆发展背后的分子机制小白蛋白中间神经元（蓝色）被神经元周围网包围。图片来源：病童医院(SickKids)在由博士领导的《科学》杂志上发表的一项研究中。PaulFrankland和SheenaJosselyn都是SickKids神经科学与心理健康项目的资深科学家，研究人员查明了小鼠从要点状记忆转变为情景记忆的分子机制。研究小组指出，了解这种通常发生在四岁到六岁儿童之间的变化，可能会为儿童发展研究和影响大脑的疾病（从自闭症谱系障碍到脑震荡）提供新的见解。“几十年来，研究人员一直在研究情景记忆是如何发展的，但由于精确细胞干预的发展，我们现在第一次能够在分子水平上研究这个问题，”弗兰克兰说，他也是加拿大研究主席。认知神经生物学。神经周围网络的增长可能会引发记忆的变化在成人中，记忆痕迹（也称为印迹）由10%到20%的神经元组成，但这些印迹的总体大小在幼儿中翻倍，其中20%到40%的神经元构成支持记忆的印迹。那么为什么要改变呢？海马体是大脑中负责学习和记忆的部分，包含多种神经元，其中包括一种称为表达小清蛋白（PV）中间神经元的抑制细胞。这些抑制细胞限制印迹的大小并实现记忆特异性。研究小组发现，随着这些中间神经元的成熟，记忆会从一般记忆转变为更具体的记忆，并形成适当大小的印迹。利用德国神经退行性疾病中心分子神经可塑性研究小组负责人AlexanderDityatev博士开发的病毒基因转移技术，研究人员决定更深入地研究并探索这种变化的原因。他们发现，随着海马体中这些中间神经元周围形成密集的细胞外基质（称为神经周网络），中间神经元就会成熟，从而改变我们的大脑创建印迹和存储记忆的方式。“一旦我们确定神经周围网络是中间神经元成熟的关键因素，我们就能够加速该网络的发育，并在幼年小鼠中创造特定的情景记忆，而不是一般的记忆，”加拿大电路基础研究主席Josselyn说。的记忆。提供有关大脑功能和认知的新见解虽然研究小组能够通过加速神经周围网络的发育来触发记忆类型的这种变化，但他们也指出，主旨记忆和情景记忆之间年龄差异的原因不应被忽视。“当你思考记忆的用途时，你会发现儿童的记忆功能与成人不同，这是有道理的，”博士AdamRamsaran解释道。弗兰克兰实验室的候选人和该研究的第一作者。“三岁的时候，你不需要记住细节。要点式的记忆可以帮助孩子建立一个庞大的知识库，随着年龄的增长和经验的丰富，这些知识库会变得更加具体。”在这些分子发现的基础上，研究小组通过提供丰富的环境来形成特定记忆，从而加速了神经周围网络的生长，这一发现有助于为SickKids和多伦多大学正在进行的儿童发展研究提供信息。“除了记忆发育之外，我们还发现大脑不同感觉系统中存在类似的成熟型机制，”弗兰克兰说。“相同的大脑机制可能被多个不同的大脑区域用于多种不同的目的，这为研究和合作提供了令人兴奋的新机会。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370373.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370373.htm

科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质

科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质罗马天主教大学医学与外科学院和FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS的神经科学家对一种分子--蛋白质LIMK1进行了基因改造，开发出了一种能增强记忆力的工程蛋白。他们添加了一个"分子开关"，通过服用一种名为雷帕霉素的药物来激活该开关。这是发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上的一项研究成果，罗马天主教大学和阿戈斯蒂诺-杰梅里大学基金会（FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS）参与了这项研究。这项研究由生理学全职教授兼神经科学系主任克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）负责协调。这项研究得到了意大利教育、大学和研究部、美国阿尔茨海默氏症协会基金会和意大利卫生部的支持，具有巨大的应用潜力，可以提高我们对记忆功能的认识，促进确定治疗痴呆症等神经精神疾病的创新解决方案。LIMK1在记忆过程中的作用LIMK1蛋白在决定神经元结构变化（即树突棘的形成）方面起着至关重要的作用，树突棘能增强神经网络中的信息传输，在学习和记忆过程中至关重要。该研究的资深作者克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）教授解释说："记忆是一个复杂的过程，涉及到神经元之间的连接--突触的改变，在特定的脑区，如海马区，突触是一种神经结构，在记忆形成中起着至关重要的作用。这种现象被称为"突触可塑性"（synapticplasticity），涉及神经回路被激活时突触结构和功能的变化，例如感官体验。格拉西教授补充说："这些经历会促进涉及大量蛋白质的复杂信号通路的激活。""事实上，这些蛋白质的表达或修饰减少与认知功能的改变有关。LIMK1就是其中之一。我们的研究目标是调节这种蛋白质的活性，因为它在神经元之间树突棘的成熟过程中起着关键作用。"格拉西教授强调说："用药物控制LIMK1意味着能够促进突触可塑性，从而促进依赖于突触可塑性的生理过程。"化学遗传策略：增强记忆的新方法该研究的第一作者、天主教大学生理学副教授克里斯蒂安-里波利（CristianRipoli）补充道："这种创新的'化学遗传'策略结合了遗传学和化学，其关键恰恰与雷帕霉素的使用有关，雷帕霉素是一种免疫抑制药物，众所周知，在临床前模型中，它能延长人的寿命，并对大脑产生有益影响。"里波利教授强调说："因此，我们修改了LIMK1蛋白质的序列，插入了一个分子开关，使我们能够通过服用雷帕霉素按指令激活LIMK1蛋白质。在患有老年性认知功能衰退的动物身上，使用这种基因疗法修改LIMK1蛋白并用药物激活它，可以显著改善它们的记忆力。这种方法使我们能够在生理和病理条件下操纵突触可塑性过程和记忆。此外，它还为开发更多的'工程'蛋白质铺平了道路，这些蛋白质可能会彻底改变神经学领域的研究和治疗。"研究的下一步将是在表现出记忆缺陷的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的实验模型中验证这种疗法的有效性。格拉西教授最后说："还需要进一步研究，以验证这项技术在人体中的应用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398075.htm

电击大脑真能提升记忆力，网友看完在线求电

电击大脑真能提升记忆力，网友看完在线求电看过闪电侠的人都知道，巴里·艾伦因为被闪电击中，获得了超级闪电的能力，化身“世界上最快的人”。现实生活中，虽然“被雷劈”获得超能力不太现实，但用比闪电小得多的电流对人脑进行刺激，已经被证实对记忆力的提升有显著作用。有网友看完就表示：现在就想求电……目前，相关论文已被刊登在Nature的子刊NatureNeuroscience上，研究团队来自波士顿大学。提升记忆力的神奇方法在了解实验过程前，让我们首先认识一下该实验的核心技术——经颅交流电刺激。它是一种新兴神经调节技术，能通过头皮表面的电极将波状电流施加到大脑的特定区域。进入大脑内部的电流可以模仿或改变脑电波活动，以促使其分泌释放能够调节个体情绪与认知的各种神经介质，并有望改变大脑的神经网络。研究团队正是使用这一方法，分别对有固定容量的工作记忆（workingmemory）和可持续维持的长期记忆（Long-TermMemory）进行了分析。具体到实验方法，研究者选取了150名65至88岁的老年人，将他们随机分为20人的小组，并分别将60Hz的高频伽马波和4Hz的低频θ波交替作用于人脑中掌管记忆的两个关键部位——前额叶皮层（DLPFC）和下顶叶(IPL)。之所以选择这两个位置，是因为前额叶皮层和下顶叶对应的正是长期记忆和工作记忆两个功能区。在第一部分的实验中，所有参与者被要求进行一个记忆任务，即回忆实验者大声朗读的20个单词。为了进行对照，实验共分为3组进行：第一组中的20人，前额叶皮层会接受60Hz的伽马波。第二组的20人则接受了对下顶叶的4Hz的θ波。第三组的20人作为对照组接受了虚假实验处理。整个电流刺激过程每天进行20分钟，参与者们被要求在刺激结束后立即回忆尽可能多的单词。实验结果显示，在接受伽马波的20人中，有17人回忆单词的能力有所提高；接受θ波的20名参与者中，有18名能清晰地回忆起最后听到的单词。可以明显地看出，参与者们的工作记忆和相对较长的长期记忆都得到了显著改善。为了进一步验证这个结论，研究人员又翻转了接受伽马波和θ波刺激的大脑区域，进行了第二次实验。并且在此之后重复了第一次实验的过程。除此之外，在三轮实验完成后的一个月，又对参与者们再次进行了一次单词回忆测试，以证实记忆改善是否仍然持续。综合上述所有实验的结果显示：低频θ波在一个月内改善了短期的工作记忆，而高频的伽马波则提升了长期记忆。该论文的通讯作者RobertM.G.Reinhart对此表示：结果说明，我们可以根据电流刺激的位置和频率，分别改善短期记忆或长期记忆。这也意味着未来研究人员可以根据个人的需要调整治疗方法。结果说明，我们可以根据电流刺激的位置和频率，分别改善短期记忆或长期记忆。这也意味着未来研究人员可以根据个人的需要调整治疗方法。作者还指出，这一研究方向未来将有望应用于治疗精神分裂症、阿尔茨海默病和强迫症等疾病。纽约城市学院的神经工程师MaromBikson也对研究的未来方向表示...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308193.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308193.htm

一个大脑区域在睡眠中教导另一个区域 将新数据转化为持久的记忆

一个大脑区域在睡眠中教导另一个区域将新数据转化为持久的记忆然而，准确地说，新的经验在睡眠中如何被处理仍然是一个谜。夏皮罗、宾夕法尼亚大学的博士生DhairyyaSingh和普林斯顿大学的KennethNorman现在从他们建立的一个神经网络计算模型中对这个过程有了新的认识。在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，他们表明，当大脑在慢波和快速眼动（REM）睡眠中循环时（大约每晚发生五次），海马体向新皮层传授它所学的知识，将新奇、短暂的信息转变为持久的记忆。"这不仅仅是大脑中局部电路的学习模型。"宾夕法尼亚州心理学系助理教授夏皮罗说："这是一个大脑区域如何在睡眠期间教导另一个大脑区域，在这个时候没有来自外部世界的指导。这也是一个关于我们如何随着环境的变化而优雅地学习的提议。"安娜-夏皮罗是文理学院心理学系的助理教授。图像来源：宾夕法尼亚大学广义上，夏皮罗研究人类的学习和记忆，特别是人们如何获得和巩固新信息。她长期以来一直认为睡眠在这里起到了一定的作用，她和她的团队一直在实验室里进行测试，记录参与者睡眠时大脑中发生的情况。她的团队还建立了神经网络模型来模拟学习和记忆功能。具体到这项工作，夏皮罗和同事们建立了一个神经网络模型，该模型由海马体和新皮层组成，海马体是大脑的新记忆中心，负责学习世界的日常、偶发信息，而新皮层则负责语言、高级认知和更永久的记忆存储等方面。在模拟睡眠过程中，研究人员可以观察并记录这两个区域的模拟神经元在什么时候发射，然后分析这些活动模式。该团队使用他们建立的大脑启发式学习算法进行了几次睡眠模拟。模拟结果显示，在慢波睡眠期间，大脑大多在海马体的引导下重温最近发生的事件和数据，而在快速眼动睡眠期间，它大多在新皮层区域的记忆存储的引导下重演之前发生的事情。DhairyyaSingh是文理学院心理学系的二年级博士生。图像来源：宾夕法尼亚大学"当两个大脑区域在非快速眼动睡眠期间连接起来时，那是海马体实际上在教导新皮质，"夏皮罗实验室的二年级博士生辛格说。"然后，在快速眼动睡眠阶段，新皮层重新激活，可以重放它已经知道的东西，巩固了数据在长期记忆中的地位。"他说，这两个睡眠阶段之间的交替也很重要。"当新皮层没有机会重放自己的信息时，我们看到那里的信息会被覆盖。我们认为你需要有交替的快速眼动期和非快速眼动期睡眠，才能发生强大的记忆形成。"这些发现与该领域已知的情况一致，尽管该模型的某些方面仍然是理论上的。"我们仍然需要对此进行测试，"Schapiro说。"我们的下一步将是进行实验，以了解快速眼动睡眠是否真的会唤起旧的记忆，以及这对将新的信息整合到你现有的知识中可能有什么影响。"因为目前的模拟是基于一个典型的成年人得到一晚健康的睡眠，他们不一定能转移到其他类型的成年人或不太理想的睡眠习惯。它们也没有提供对儿童情况的洞察力，因为儿童需要与成人不同的睡眠时长和类型。夏皮罗说，她看到她的模型在回答这些悬而未决的问题方面有很大的潜力。她说："有了这样一个工具，你就可以向许多方向发展，特别是因为睡眠结构在整个生命周期和各种疾病中都会发生变化，而我们可以在模型中模拟这些变化。"从长远来看，更好地了解睡眠阶段在记忆中的作用可能有助于为精神和神经疾病的治疗提供信息，因为睡眠不足是一种症状。辛格说，这对深度学习和人工智能也可能有影响。他说："我们受生物启发的算法可以为人工智能系统中更强大的离线记忆处理提供新的方向。这项连接睡眠和记忆形成的概念验证工作使该领域向这些目标迈进了一步。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332591.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332591.htm