Nat Neurosci：解决大难题！新研究报道可以改善老年人工作记忆和长期记忆的新方法
开发保护或增强老年人记忆力的技术是转化医学的一个持久目标。改善老年人记忆功能的一个挑战是记忆功能可能无法通过单一的认知机制来实例化。有些研究描述了工作记忆(WM)和长时记忆(LTM)存储。在这个双存储框架内，研究确定了WM和LTM功能与衰老的并发缺陷和选择性缺陷。
Theta和gamma频率范围内的节律活动被认为有助于WM和LTM功能，特别是在自由回忆期间。然而，神经调节的位置和频率的哪些特定组合可有效选择性地改善WM和LTM功能，特别是在老年人中，尚不清楚。
近日，Robert M.G. Reinhart团队描述了重复经颅交流电刺激(tACS)方案，并将其用于选择性、可持续地增强65-88岁人群的听觉-语言工作记忆和长期记忆，他们将其最新成果“Long-lasting, dissociable improvements in working memory and long-term memory in older adults with repetitive neuromodulation”发表在Nature Neuroscience杂志上。
欢迎加入
全国学习记忆学术讨论群
添加小编微信
brainnews_09
-留言：学习记忆研究群-
DLPFC gamma调制
选择性地改善LTM
图1.显示了作者设计的模型引导的高清神经调节。结果显示干预后第2天、第3天、第4天和第1个月，DLPFC gamma组的首要表现显着高于对照组（图2a，顶部，中间）。结果表明，针对左侧DLPFC的gamma的节律性神经调节优先改善老年人的LTM。神经调节的第二天迅速诱导了改善，在随后的所有神经调节日都持续存在，并且在干预后持续了至少1个月。
IPL theta调制选择性地改善WM
结果显示在神经调节的第3天和第4天，IPL theta组相对于对照组的新近效应显着改善，并且这些改善在干预后1个月的时间点持续（图2a，顶部和底部）。
结果表明，针对左侧IPL的theta率神经调节选择性地增强了老年人的WM，而不会对其他记忆系统造成行为成本。与对照组参与者的记忆表现相比，这些选择性记忆改善在干预的第3天就很明显，并且持续了至少1个月。
图2.通过空间光谱可分离神经调节选择性、可持续的记忆改善
四天改善率预测1个月后的结果
作者观察到4天DLPFC调制相对于对照组和IPL调制期间相对于对照组的平均改善率显着更高（图3），但反之则不然。
图3.在实验1中，神经调节选择性地确定了几天内记忆改善的速度
引人注目的是，干预过程中的改善率高度预测了干预后的记忆益处：在DLPFC调节期间，首要改善率较高的参与者在1个月时表现出最大的首要益处，并且在IPL调制期间具有更高改善率的参与者在1 个月时表现出最大的收益（图4a，b）。
结果表明，不仅绝大多数老年人的记忆力得到改善——根据神经调节的性质，选择性地选择WM或LTM——4天干预期间的记忆改善的速度高度预测了1个月后记忆改善的大小和可持续性。
图4.在实验1中，神经调节期间记忆改善的速度预测了 1 个月时记忆益处的大小
一般认知功能调节记忆力的改善
DLPFC gamma组基线认知能力较低的参与者在4天干预中表现出较高的首要改善率（5a），并且在干预后1个月表现出较大的首要增益（图5b)。在DLPFC gamma组中没有这种关系（图5c，d）。此外，IPL theta组中基线认知能力较低的参与者在4天内表现出更高的新近度改善率（5g），并且在1个月后新近度改善更大（图5h)。
与之前的分析一致，认知表现水平并不能预测IPL调节期间或之后的首要变化（图5e，f）。这些结果表明，支持老年人记忆功能的大规模人口动态可以根据个人的一般认知表现水平进行差异调节。
图5.一般认知功能的个体差异适度选择性和神经调节对实验1中记忆性能影响的可持续性
结 论
这项工作表明使用非侵入性技术对老年人的记忆功能有潜在的临床益处。在4天的干预后，记忆功能可以选择性地改善至少1个月。此外，通常随着年龄的增长而减少的功能分化可以通过功能特异性神经调节来促进。最后，老化大脑的可塑性可以通过基于记忆特定皮质电路的空间光谱参数的重复和高度集中的神经调节来选择性和可持续地运用。
参考文献
Grover, S., Wen, W., Viswanathan, V. et al. Long-lasting, dissociable improvements in working memory and long-term memory in older adults with repetitive neuromodulation. Nat Neurosci (2022). https://doi.org/10.1038/s41593-022-01132-3
编译作者：Ayden（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）