結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)與非侵入性腦刺激技術(shù),無需手術(shù)即可增強(qiáng)空間記憶
科技日報記者 張夢然
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的兩個實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開發(fā)了一種獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置整合了非侵入性深層腦刺激、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)訓(xùn)練以及功能性磁共振成像(fMRI)技術(shù),目的是增強(qiáng)人的空間記憶能力。發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的這項(xiàng)研究成果,展示了通過向深層腦區(qū)施加無痛電脈沖,即可提升大腦能力的新技術(shù)。
隨著年齡增長,人們往往會發(fā)現(xiàn)記住物品的位置變得越來越困難。研究團(tuán)隊(duì)試圖找到一種不需要手術(shù)或藥物就能改善空間記憶的方法,以應(yīng)對老年人、腦損傷和癡呆癥患者這一群體所面臨的問題。
為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),他們在參與者頭部放置了4個電極,這些電極用于刺激海馬體及其周圍的結(jié)構(gòu)。這種非侵入性技術(shù)被稱為經(jīng)顱顳葉干擾電刺激(tTIS),其能發(fā)出精準(zhǔn)的目標(biāo)脈沖而不會引起任何不適感。
隨后,參與者戴上VR眼鏡進(jìn)入虛擬世界。在這個世界中,他們需要穿越多個地點(diǎn)并記住重要的地標(biāo)。這個沉浸式的虛擬環(huán)境使研究團(tuán)隊(duì)能準(zhǔn)確評估參與者在接受tTIS刺激時的空間記憶和導(dǎo)航表現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在接受刺激的情況下,參與者回憶起目標(biāo)位置的速度有了顯著提升。這表明,對海馬體的刺激可能暫時增強(qiáng)了大腦的可塑性,當(dāng)這種刺激與虛擬環(huán)境中的訓(xùn)練相結(jié)合時,可有效提升空間導(dǎo)航能力。
整個實(shí)驗(yàn)過程均在fMRI掃描儀內(nèi)完成,團(tuán)隊(duì)獲得了大腦活動的即時影像,從而完整監(jiān)測了海馬體響應(yīng)情況。他們認(rèn)為,tTIS、VR和fMRI三者結(jié)合提供了一種可高度控制且創(chuàng)新的方式,用以探索大腦對刺激的反應(yīng)以及這種反應(yīng)對認(rèn)知功能的影響。
總編輯圈點(diǎn)
在大腦開始變得健忘時,我們會深刻認(rèn)識到記憶能力是多么重要。可想而知,那些腦損傷患者和認(rèn)知退行性疾病患者等特殊群體,在記憶能力嚴(yán)重退化后,不得不承受其所帶來的種種不便和痛苦。某些藥物以及手術(shù)手段,或許有助于改善大腦記憶功能,但其可能帶來的副作用也不容忽視。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和經(jīng)顱顳葉干擾電刺激來增強(qiáng)患者的記憶能力,避免了對大腦的物理性侵入,為改善大腦記憶功能提供了另一種思路。
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