科学前沿：通过无创磁刺激有效逆转衰老引起的记忆丧失

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据美国西北大学（Northwestern University）的一项新研究报告指出，用电磁脉冲刺激大脑记忆中心的精确位置，只需5个20分钟的磁刺激疗程就可以显著改善老年人的记忆力，并恢复到年轻人的记忆力水平。该研究于4月17日在美国神经病学学会医学期刊《Neurology》上发表。该研究由美国国立卫生研究院的国家老龄化研究所资助。

西北大学的研究重点改善由于年龄引起的记忆力减退问题，这是与正常衰老以及我们最熟悉的以阿尔茨海默为代表的痴呆症相关的认知功能衰退问题。此次西北大学的科学家将研究的重点定位于大脑的海马体。还记得大脑海马体吗？我们之前特意介绍过，他是大脑中负责记忆功能和定位功能的大脑区域，而随着年龄的增长而最先出现萎缩。下面让我们回顾一下大脑的海马体吧。

海马（hippocampus）

海马是大脑中的一种结构，人类和其他哺乳动物大脑中有两个海马，分别位于大脑的两侧。海马属于大脑的边缘系统，在巩固短期记忆到长期记忆的过程中。以及空间记忆和导航的过程中起着重要作用。海马位于大脑皮层下面，它包含两个主要部分：海马体和齿状回。

由于大脑双侧对称性，每个大脑半球都有海马体。如果仅在一个大脑半球发生海马损伤，在另一个半球中保持结构完整，大脑可以保持几乎正常的记忆功能。如果两个大脑半球中海马均严重受损则会导致形成新记忆的严重困难（顺行性遗忘），并且通常还会影响在损伤发生之前形成的记忆（逆行性遗忘）。不过海马体的损伤不会影响某些类型的记忆，例如学习新技能的能力，如演奏乐器、猜谜等。这种类型的记忆能力是不同类型的记忆称之为“程序性记忆”，来自于不同的大脑区域。

科学家们近些年发现海马体神经突触具有被称为长时程增强（long-term potentiation LTP）的神经可塑性，即两个神经元之间的信号传递的持久增加。如今科学界普遍认为LTP是记忆存储在大脑中的主要神经机制之一。

科学家们发现海马体存在与年龄相关的萎缩，而这些萎缩与记忆受损有关。不过，有氧运动可以增加55至80岁成年人海马体的大小，并改善空间记忆。

该研究使用经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation TMS）来靶向作用于大脑海马区域。

这种经颅磁刺激与医生们一直使用的深度脑刺激（Deep Brain Stimulation）不同，深度脑刺激需要将电极植入大脑，深度脑刺激同样具有增强记忆和治疗抑郁症的功效。而西北大学的研究涉及的这种经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性方法，不需要手术或电极植入。TMS电脉冲发生器或刺激器连接到磁线圈，磁线圈又连接到头皮，通过变化的磁场产生电磁感应在大脑的特定区域引起电流。这种电脉冲大概可以进入大脑5厘米以内的深度范围。

由于海马体在大脑较深的部位而不能受到TMS磁脉冲的影响，研究人员将重点放在大脑顶叶上。确定的顶叶大脑区域位于人的左耳后面，并且已知这个区域与大脑海马高度连接，不过每个人可能会略有不同。并且认为刺激顶叶会同时刺激海马体，从而改善负责记忆的大脑区域的神经活动。

所研究的队列选取了16名成年人，年龄介于64至80岁之间，实验结果相当令人兴奋。所有受试者首先在一系列不同的记忆任务上进行测试。其中年龄较大的队列中正确率只有大约40％，而对照组相应年龄较轻的受试者正确率平均为55％。在接下来的五天中，年龄较大的受试者每天进行了20分钟的TMS治疗或安慰剂对照。然后再次测试每个受试者一系列记忆任务上的表现得分。与安慰剂组相比，接受TMS的那些年龄较大的受试者在记忆测试中的得分显着改善。利用功能磁共振成像fMRI研究人员发现TMS受试者的海马-大脑皮层网络中显示出明显增强的神经信号。实验结果中最令人兴奋的是，记忆的改善结果到达了与年轻对照组相似的程度。

西北大学Feinberg医学院副教授、该研究的主要作者Joel Voss说：“老年人的记忆力变得更好，而且已经达到了不能再与年轻人区分的水平。”

这个新研究与我们之前报道过的波士顿大学团队近期的研究工作非常类似（文末有相关链接），该研究小组使用非侵入性电刺激来改善70多岁受试者的工作记忆，这种改善的结果使其记忆水平与20岁的人一致。该研究使用头皮电极通过额颞皮层发送温和的电刺激，通过神经同步和耦合模式改善工作记忆。

目前的TMS研究是脑刺激研究的早期阶段，仍有许多问题需要回答：如记忆力的改善可以持续多长时间？是否有其他大脑区域可以从治疗中得到改善，这种技术对于老年痴呆症或早期阿尔茨海默氏症有效吗？Voss及其同事接下来将对患有轻度认知障碍MCI（阿尔茨海默病的早期阶段）的参与者进行测试，他希望通过更长的刺激时间来增强记忆效应。之前的研究也表明，当用TMS治疗抑郁症患者五周之后，这些患者会产生持续数月的抗抑郁作用。在未来的研究中，Voss将进一步增加刺激时长，以更加明确疗效。让我们拭目以待。

参考文献：

https://n.neurology.org/content/early/2019/04/17/WNL.0000000000007502

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